4.4/Q1,单细胞测序+全基因组孟德尔随机化确定痛风的致病基因

文摘   2024-09-27 18:06   海南  

今天为大家分享的文章亮点在于运用了全基因组关联研究 (GWAS) 数据、单细胞转录组学 (scRNA-seq)和双样本孟德尔随机化研究来理解蛋白质与痛风之间的因果关系。
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文章标题:Single-cell and genome-wide Mendelian randomization identifies causative genes for gout

中文标题:单细胞和全基因组孟德尔随机化确定痛风的致病基因

发表期刊:Arthritis Res Ther

发表时间:2024年6月

影响因子:4.4/Q1

研究背景
痛风是由血尿酸水平升高引起的代谢性骨关节炎的普遍表现。本研究旨在探讨痛风疾病中基因表达调控的机制并阐明其发病机制。

研究方法

该研究整合了痛风全基因组关联研究 (GWAS) 数据、单细胞转录组学 (scRNA-seq)表达数量性状位点 (eQTL)甲基化数量性状位点 (mQTL) 数据进行分析,并利用双样本孟德尔随机化研究来理解蛋白质痛风之间的因果关系。

结果分析

1. 痛风结局的全基因组顺式 eQTL 和 SMR 分析

研究人员对血液中的 15324 个 SNP 进行 SMR 分析以代表血液中相关基因表达和痛风结果,进行了 FDR 校正和 HEIDI 测试,在不同遗传位点发现了 17 个痛风关系特征。通过蛋白质 - 蛋白质相互作用网络分析发现 TRIM46、THBS3、MTX1 和 KRTCAP2 四个基因相互连接。THBS3 基因与尿酸代谢和痛风相关,研究发现 THBS3 表达标准差的降低与 18%的风险降低相关。

2.贝叶斯共定位分析

SMR 分析确定 17 个基因为痛风致病基因。贝叶斯共定位分析显示,THBS3、GBAP1、MTX1、THBS3 - AS1、FUT8、UNC13D、LYPD2 和 GNGT2 这几个基因假设 4 的后验概率大于 0.80,表明它们很可能与痛风有关且由共享变异引起;而 TM7SF2、CDC42EP2 和 TIGD3 这几个基因假设 3 的后验概率超过 0.80,表明它们与痛风有关但可能受不同变异控制。

3. 全基因组顺式-mQTL SMR 分析和基因终结

为阐明痛风发病机制,进行了血液 mQTL 和痛风的 SMR 分析、FDR 校正及 HEIDI 测试,确定了 22 个与痛风相关的甲基化位点,其中 SLC2A9 和 SIPA1 上多个甲基化位点可影响痛风疾病。如 cg25361844 的 DNAm 升高、cg17480646 的 DNAm 降低会增加疾病风险。一项针对欧洲和波利尼西亚人群的研究发现 ABCG2 中的普遍变异与高尿酸血症和痛风正相关。此外,通过遗传学中的共享变异将基因甲基映射到表达,对甲基和相关基因的翻译之间的因果关系进行了 SMR 研究。

4. 痛风病血液 eQTL 和 mQTL 与 SMR 的分析

根据三步 SMR 研究过滤关键疾病相关信号后发现,TRIM46 与痛风呈正相关。在 cg15699386 位点上调 DNAm 会导致 TRIM46 表达增加,从而增加痛风发展风险;而TRIM46基因上另外两个基因座(cg05778494、cg00577578)的高DNAm表达与该基因表达呈负相关。

5. 单细胞测序分析

已确定八个等位基因会增加患痛风的风险,这些基因主要在免疫系统的单核细胞/巨噬细胞、浆细胞、肥大细胞和髓样树突状细胞中表达。基因 MAP3K11、KRTCAP2 和 PCNX3 分别影响巨噬细胞、浆细胞和髓样树突状细胞的功能从而增加痛风风险。还发现肥大细胞 TM7SF2 表达与痛风风险之间存在显著相关性。

文章小结

根据我们的研究结果,痛风与特定基因和蛋白质的表达和功能有关。这些基因和蛋白质有可能作为痛风的新型诊断和治疗靶点发挥作用。这些发现为痛风的病理机制提供了新的思路,并为未来对痛风的研究扫清了道路。(如果你正寻求思路复现、实验设计或定制化的数据分析服务,那么请不要错过我们哟~)

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