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小仙今天分享一篇发表于nature cardiovascular research期刊的文章，在看文章之前先让小仙介绍下这本期刊吧！Nature cardiovascular research（注意，不是cardiovascular research）显而易见是nature旗下推出的子刊，非常年轻，2022年开始出版，2024获得首个影响因子，9.4分（直逼cardiovascular research的10.2分啦）[但小仙在这里提醒大家的事，该期刊还没有正式归纳到SCI期刊体系里，不过这真是一个“潜力股”，在这里主要给大家展示一下发表在该期刊上的一篇文章的思路借鉴]。![]()
该期刊涵盖的主题包括：基础心血管和血液学研究、心血管和血液疾病、转化和临床研究、心血管和血液健康科学，涵盖的主题比较多，基本做心血管相关都可以满足投稿条件。目前期刊只有三卷，小仙看了一下，这本杂志对生信还是挺友好的，单细胞转录组相关文章还上过封面。当然新子刊对文章的质量要求肯定是比较高的，感兴趣的小伙伴可以详细了解一下这本期刊。今天则是分享九月份发表的文章，简单说这篇文章也可归类为“干湿结合”吧。不过难度比较高，样本来自之前发表的DEFINE-FMD 临床研究，在测序前的样本获取和处理难度比较高，也是加分项，生信分析部分的GO分析、WGCNA等算是常规分析，一起看看创新点：1.基因共表达网络的构建与分析：这项研究通过整合83名FMD患者和71名健康对照的原代成纤维细胞的DNA基因型和RNA序列数据，推断出18个基因调控共表达网络，并进一步确定了这些网络在动脉壁中的相互作用，这是对FMD病理机制理解的重要创新。 2.SN-A超级网络的发现：研究发现了一个与FMD相关的基因共表达超级网络（SN-A），它由四个共表达网络组成，这为揭示FMD的复杂病理机制提供了新的视角。3.UBR4作为关键驱动基因的鉴定：通过机器学习树基集成方法，研究团队鉴定了UBR4为SN-A的关键驱动基因，并在体外和体内实验中验证了其在调控血管细胞生理和功能中的核心作用，这为FMD的治疗提供了潜在的新靶点。（ps：这本杂志的质量还是很高的，不知道大家对这本杂志持什么态度，它以后会变水刊吗？小仙这里除了方案设计、基金评估和个性化分析等，还提供服务器“纵享丝滑”的业务哦！欢迎来联系我呀）定制生信分析
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l题目：综合基因调控网络分析揭示了纤维肌肉发育不良的关键驱动基因l杂志：nature cardiovascular research
纤维肌性发育不良（FMD）是一种影响3-5%成年女性的疾病，目前对其了解甚少。FMD的病理生物学涉及动脉的狭窄、夹层、迂曲、扩张和动脉瘤等病变，这些病变可能导致高血压、中风、心肌梗塞甚至死亡。目前，FMD尚无动物模型，对其病理生物学的了解也很少。该研究采用了整合基因型和表达数据的系统遗传学方法，通过分析83名纤维肌性发育不良（FMD）患者和71名健康对照者的原代成纤维细胞，构建了18个基因调控共表达网络，并从中推断出与FMD相关的超级网络SN-A。随后，通过在体外细胞实验中敲低关键驱动基因UBR4，以及在体内通过特异性敲除小鼠UBR4基因模拟FMD病理变化，深入探究了SN-A网络在FMD中的作用，并利用连锁不平衡得分（LDSC）回归分析评估了SN-A对FMD遗传性的贡献。研究纳入154名女性患者，包括83名多发性FMD患者和71名健康对照组。从所有患者的皮肤活检样本中获取原代成纤维细胞，并在标准化的培养条件下培养6-8周。对这些成纤维细胞进行RNA测序，比较FMD患者和健康对照组之间的差异基因表达。鉴定出349个在FMD患者成纤维细胞中差异表达的基因。差异表达的基因中有多个在血管生物学中起重要作用，例如HIF-1α和MMP-19。基因本体（GO）分析发现1,142个富集的基因集，主要涉及细胞信号传导、结构和生物合成过程。 图1SN-A是一个重要的基因调控共表达网络，控制着FMD利用原代成纤维细胞RNA测序数据，结合病例和对照组数据，推断出18个共表达网络。进一步合并这些网络，形成三个共表达超网络（SN-A、SN-B和SN-C）。通过三项独立分析评估这些网络和超网络对FMD的潜在因果作用。 SN-A是唯一在所有三项分析中都与FMD显著相关的网络。SN-A包含775个基因，其功能通过GO分析揭示可能与FMD疾病表型相关。使用GTEx动脉组织RNA测序数据集独立验证了SN-A在人类组织中的相关性。2021年FMD GWAS荟萃分析进一步证实了SN-A与FMD的强烈关联。图2SN-A的可视化表示，其GO术语以及绿色和青色网络利用基于机器学习的集成方法，从基因表达数据中推断出基因调控网络。进行关键驱动因子分析，识别出89个潜在的关键驱动基因。通过在人类动脉组织中检查表达水平，确定UBR4为最合适的研究对象。创建了UBR4敲低的Bj-5ta成纤维细胞系和HASMCs，进行RNA测序分析。UBR4被验证为SN-A的一个强大关键驱动因子，对SN-A中的基因表达有显著影响。UBR4的敲低对Bj-5ta成纤维细胞和HASMCs的细胞功能产生了重大影响，包括增加的细胞增殖和收缩、减少的细胞粘附和改变的胶原/基质产生。免疫荧光染色显示UBR4蛋白在人类动脉中膜的血管平滑肌细胞中表达强烈，与FMD的发病机制一致。图3UBR4是SN-A的关键驱动因子，在成年人类动脉的平滑肌细胞中表达强烈为了研究体内SN-A的作用，研究人员创建了一种可在SMCs中特异性敲除Ubr4的小鼠模型。为了避免胚胎期死亡，小鼠在4周龄开始接受他莫昔芬处理以在胚胎期后删除Ubr4。使用雌性小鼠进行研究，因为大多数FMD患者为女性。敲除Ubr4的小鼠表现出胸主动脉和腹主动脉的显著扩张，这是FMD的特征之一。与体外蛋白数据一致，敲除Ubr4的小鼠主动脉中胶原蛋白/基质蛋白发生了显著变化。研究还使用了雄性小鼠进行验证，得到了与雌性小鼠相似的结果。研究人员还观察到敲除Ubr4的小鼠在胸主动脉和腹主动脉的中膜中胶原蛋白含量增加。图4通过雌性小鼠（Sm22α-Ubr4KO）中SMC特异性Ubr4基因敲除对SN-A进行体内扰动，再现了FMD的动脉扩张表型 图5在雄性SMMHC-Ubr4KO小鼠中，通过特异性敲除SMC中的Ubr4基因，在体内证实了SN-A的扰动，验证了动脉扩张的表型研究人员对特异性敲除Ubr4且表达tdTomato的雌性小鼠的动脉组织进行单细胞RNA测序。分离tdT+和tdT-细胞，并进行测序和聚类分析以可视化数据。Ubr4基因敲除显著改变了SMC群落，特别是SMC_1和SMC_7群落的扩张。在tdT-Sm22α-Ubr4KO与对照小鼠的所有SMC群落中，Ubr4表达显著下调。鉴定了与细胞外基质组织和SMC迁移相关的上调和下调基因。在SN-A中的基因中，有40%在tdT+ SMCs中表达发生改变，包括与组织纤维化和胶原/基质相关的基因。Ubr4基因敲除对成纤维细胞群落中的基因表达也产生了影响，包括与肌肉收缩、细胞外基质和细胞迁移相关的过程。还观察了Ubr4基因敲除对内皮细胞、巨噬细胞等非Sm22α-表达细胞群体的次级效应。图6来自tdT-Sm22α-Ubr4KO和对照小鼠的动脉组织的单细胞RNA测序确认，特定平滑肌细胞（SMC）的Ubr4基因敲除导致细胞外胶原/基质以及特定SMC群落发生变化研究人员使用LDSC回归分析来评估SN-A对FMD遗传性的贡献。 在小鼠模型中，通过SMC特异性敲除Ubr4证实了SN-A的扰乱与FMD相关表型有关。在人类数据集中，SN-A中的eQTLs占FMD遗传性的45.4%，而SN-B和SN-C的影响较小。1.模型选择的局限性：虽然使用了小鼠模型来模拟FMD，但小鼠与人类在生理和病理上存在差异，这可能限制了研究结果的直接适用性。2.样本数量的限制：尽管研究包括了83名FMD患者和71名健康对照，但对于如此复杂的疾病来说，样本数量可能仍然有限，这可能影响结果的普遍性和可重复性。3.遗传性分析的复杂性：尽管研究使用了LDSC回归分析来评估SN-A对FMD遗传性的贡献，但FMD的遗传背景非常复杂，涉及多个基因和环境因素的相互作用，单一的分析方法可能无法全面揭示所有遗传贡献因素。无论你是刚刚踏入医学科研领域的新人，还是已经在科研中摸爬滚打多年的老手，SCI都是你无法回避的任务。毕业需要SCI，晋升需要SCI，求职更是离不开SCI。与其在基础研究中苦苦挣扎，不如寻求一下我们得帮助！小仙不只是提供服务，关键是提供专属于您的解决方案，方案设计，个性化分析就来找小仙吧！小仙现在也有了一个专业交流群，诚邀各位一起交流学习，扫码联系备注加群就能进来。或许你现在刚踏进科研的门槛，或许学到一个新思路不知道怎么跟自己的课题更好结合，亦或者遇到科研瓶颈，不妨进来一起“头脑风暴”，兴许就能找到科研灵感。欢迎大家带着问题来找小仙~
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