秋天真的要来了，小科是一点都不想在空调房里待了，但忍不住是。作为上班的牛马，长期坐着肚子越来越胖，没想到，腹部肥胖和肝病有关系，这让我久久无法平复，胖却病了，来一起看看这篇文章，到底胖和肝病有没有关系?本文以脂肪表达数据为基础，结合课题组之前的调查，按照以下步骤进行。分析肥胖个体腹部皮下脂肪活检的批量RNA测序和脂肪单核RNA测序(snRNA-SEQ)数据，鉴定脂肪细胞类型及其标记基因。结合snRNA和批量RNA测序数据，估计脂肪批RNA测序数据中细胞类型的比例。WHRadjBMI GWAS变异与脂肪顺式eqtl变异共定位，重点关注调节脂肪细胞类型标记基因(即eGenes)表达的单核苷酸多态性(SNPS)。利用这些脂肪细胞类型特异性WHRadjBMI GWAS cis-eQTL snp作为工具变量(IVs)，通过多重孟德尔随机化检验WHRadjBMI对MASLD的潜在因果效应。(PS:文章分析是苦的，但接收时刻一定是甜的! 请让小科吃苦，快乐您来品尝~如果您还是没有想法，欢迎扫码联系小科，24小时为您排忧解难!）
文章标题：Single nucleus RNA-sequencing integrated into risk variant colocalization discovers 17 cell-type-specific abdominal obesity genes for metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease
中文标题：整合到风险变异共定位中的单核 RNA 测序发现了 17 个用于代谢功能障碍相关脂肪变性肝病的细胞类型特异性腹部肥胖基因
发表期刊：EBioMedicine
发表时间：2024年7月10日
影响因子：9.7/Q1
研究背景
为了阐明腹部肥胖与代谢性脂肪性肝病(MASLD)之间关联的细胞类型特异性生物学机制，研究小组采用了共定位方法，将脂肪和肝脏的单核RNA测序数据与大规模顺式表达定量性状位点(eQTL)数据和UK Biobank全基因组关联研究(GWAS)数据相结合。随后，在孟德尔随机化(MR)分析中，将共定位的顺式eQTL变异作为工具变量，并对这些eQTL变异的靶基因进行功能验证实验。本研究认为腹部肥胖与MASLD之间的关联可能通过特定的细胞类型和基因表达调控机制介导，为这两种疾病状态的复杂相互作用提供了新的见解。
数据来源
共有509名在东芬兰大学和芬兰库奥皮奥大学医院接受减肥手术的芬兰肥胖患者被招募参加纵向库奥皮奥肥胖手术研究(KOBS)，其中包括1年的随访。纳入标准为术前BMI≥40 kg/m2或严重合并症为35 kg/m2。本研究分析了来自KOBS参与者的现有皮下脂肪体积RNA- seq数据(n = 262)和肝脏体积RNA- seq数据(n = 267)。此外，来自8名KOBS参与者的皮下脂肪组织活检用于单核RNA测序(SNNA-SEQ)。
研究思路
为了阐明腹部肥胖与代谢功能障碍相关性脂肪肝(MASLD)之间关联的细胞类型特异性生物学机制，我们使用共定位方法将脂肪和肝脏的单核RNA测序数据与大规模顺式表达的数量性状位点(eQTL)和GWAS相结合。随后，在孟德尔随机化(MR)分析中，将共定位的顺式eQTL变异作为工具变量，并对这些eQTL变异的靶基因进行功能验证。结论:成功鉴定与腹部肥胖和MASLD相关的细胞类型特异性基因，为了解其发病机制和制定精准治疗策略提供了重要依据。
结果解析
1. 调节脂肪细胞类型标记基因表达的WHRadjBMI GWAS snp的鉴定
对来自KOBS队列的262名肥胖个体进行顺式- eqtl分析。为了解释顺式eqtl分析中的细胞类型异质性，我们对皮下脂肪活检样本进行了单核RNA测序，以鉴定细胞类型标记基因。重点估计了脂肪细胞、脂肪细胞干细胞和前体细胞(ASPCs)、内皮细胞、巨噬细胞和T细胞等五种主要脂肪细胞类型的细胞类型比例。将五种主要细胞类型的比例纳入eQTL模型后，成功再现了正常eQTL模型中发现的97%的重要snp基因对，这可能是因为调整了PEER因子捕获了大多数隐藏混杂因素的细胞类型差异。
2. 组织和细胞类型敏感MR建立腹部肥胖对MASLD的靶向作用
为了研究腹部肥胖与代谢相关脂肪肝(MASLD)之间可能的因果关系，采用腰高比调整体重指数作为腹部肥胖的替代指标，进行了多位点双向双样本孟德尔随机化(MR)分析。多种MR方法一致认为腹部肥胖与MASLD存在显著的潜在因果关系。由于反向MR分析仅发现GWAS检测肝细胞类型的一个顺式eqtl SNP，因此进一步测试了MASLD对WHRadjBMI的定向作用，并在MR- presso全局测试和Cochrane Q测试中观察到显著的水平多效性和异质性证据。表示违反了MR建模假设或IV假设。
3. 在人脂肪形成过程中，脂肪细胞和ASPC标记基因的表达的动态变化
进一步研究了这些基因在脂肪形成过程中的表达变化。将人原代脂肪细胞分化，在6个时间点测量5个脂肪细胞和5个ASP标记基因的表达。随后，使用DPGP工具根据聚类分配概率将这10个基因分为4个不同的簇，这些基因在脂肪形成过程中具有相似的纵向表达轨迹，表明这些基因可能存在时间共表达或共调控。
4. 人类脂肪形成过程中脂肪细胞和ASPC标记基因表达的变化反映了区域染色质可及性
我们评估了WHRadjBMI GWAS顺式eqtl SNP靶向10个脂肪细胞和ASPC标记基因在脂肪形成过程中染色质可及性的调控潜力。在相同的6个时间点收集的人原代前脂肪细胞分化的ATAC-seq分析分别与rs2509963对AHNAK、rs7481709对MYEOV和rs6866204对SH3PXD2B的顺式调控重叠(图4)。进一步纳入与IV SNPS密切相关的SNPS (R2 > 0.95)显示，另外15个DA染色质区域与AHNAK顺式- eqtl SNPS的一个LD SNPS重叠。
5. 敲除人前脂肪细胞中的PPP2R5A和SH3PXD2B会损害脂肪生成
为了进一步探讨这些基因对脂肪形成的影响，我们选择PPP2R5A和SH3PXD2B两个基因在人前sgbs脂肪细胞分化过程中进行基因敲除。基因选择基于先前的人类脂肪生成和小鼠基因敲除实验，使用小干扰RNA (siRNA)进行基因敲除。为了量化敲低组和对照组前脂肪细胞向脂肪细胞的分化，使用油红O (ORO)染色检测中性甘油三酯和脂质。与各自的对照组相比，PPP2R5A-KD和SH3PXD2B-KD的ORO染色强度在第7天显著降低，表明敲除细胞中发育中的脂肪细胞脂化受损，从而减少了原脂肪细胞向脂肪细胞的分化。
6. 脂肪组织中17个腹部肥胖基因的转录组学谱为MASLD提供了遗传标记
研究小组研究了17个腹部肥胖基因在组织学上基于肝脏疾病状态。通过整合脂肪组织单细胞RNA测序数据、WHRadjBMI GWAS、脂肪组织顺式eqtl和共定位数据，选择明确的脂肪组织起源和细胞类型敏感的GWAS顺式eqtl工具变量进行MR分析。本文阐述了腹部肥胖与MASLD之间潜在因果关系的生物学基础。我们确定了17个位于WHRadjBMI GWAS位点的腹部肥胖基因，并利用它们的脂肪细胞类型敏感的GWAS顺式- eqtl SNP，进一步揭示了腹部肥胖对MASLD的潜在定向作用，MASLD在脂肪组织和细胞类型中具有生物学起源。
文章小结
本研究鉴定了17个具有脂肪源性MASLD表达特征的细胞类型特异性腹部肥胖基因。这些基因可能作为未来腹部肥胖治疗的潜在治疗靶点，从而预防肥胖驱动的MASLD疾病。对这些基因的其他功能研究将进一步阐明它们具有跨组织作用的潜在分子机制。是不是研究思路很简单，把数据整理成MR，就搞定了，这个套路可以用在其他疾病上，看到手边的疾病，能不能改变思路，直接转到文章上?如果您对投稿和信件分析流程有任何疑问，请随时扫描代码并联系小西回答!
