来来来，快看甄博发现了个思路逆天的文章，作者是在疯狂叠buff吧，感觉发12分有点亏了···
这篇文章再次印证了甄博提过的孟德尔随机化未来发文趋势——走联合思路！这个联合思路可以是①多种MR分析方法进行联合（比如单样本、双样本、正向、反向、Phe-MR等等），②也可以联合队列分析/观察性分析（GBD、NHANES等数据库、公共或自有队列等），③联合其他组学（比如蛋白组、转录组、代谢组、微生物组等），④联合机器学习、单细胞分析等热门方法（主要用于MR结果的深度分析和验证），⑤联合湿实验···ps：复杂思路设计有困难？甄博来也！专业团队，丰富实战经验，选题、分析都不在话下，有需要随时滴滴我~
这篇文章走的是多重联合路线，选题和思路设计俱佳，一起看看作者是不是在叠buff：
选题新颖：重金属镉暴露主题比较新颖，其与铁死亡相关研究较少，创新性高；联合思路，终极杀器：思路设计集合了GBD数据库分析、自有队列观察性分析、MR分析、NHANES数据库分析、代谢组学、网络毒理学、机器学习分析和动物实验（共8个版块，马上就能召唤神龙了），环环相扣，思路非常能打，所以甄博说它发12分都有点亏了，非常适合想做MR升级分析冲击高分的朋友们学习观摩！选题拿不准？联合思路太复杂搞不定？找甄博评估设计啊，咱有专业团队，实战经验丰富，精准推荐最适思路，尽量让你的发文少走点弯路！
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题目：通过铁死亡途径研究镉暴露对癫痫小鼠癫痫发作严重程度和焦虑样行为的潜在风险：一种综合多组学方法
杂志：Journal of Hazardous Materials（IF=12.2）
发表日期：2024年9月
研究背景
镉是工业活动产生的有毒重金属，对儿童尤其具有神经毒性风险。虽然癫痫发作在儿童中很常见，但镉与癫痫发作活动之间的联系尚不清楚。铁死亡是一种铁依赖性细胞死亡，是癫痫发作引起的海马损伤和相关焦虑的关键。本研究旨在阐明这些机制并评估镉暴露的更广泛影响。
研究思路
该研究首先通过对长期接触镉的工人 （>10 年） 的GBD观察性研究、NHANES 分析、孟德尔随机化分析、尿液代谢组学和机器学习分析，探讨了慢性镉暴露对炎性细胞因子、铁死亡相关基因表达以及脂质和铁代谢的影响。其次，通过人类疾病和金属相关基因靶点的公共数据库，以及治疗性分子分析，确定镉对癫痫发作症状毒性的关键人类基因靶点。最后，利用小鼠行为测定、T2 MRI 和 MRS，探索长期接触镉如何破坏大脑中铁和脂质代谢，从而触发海马铁死亡的证据。
主要结果
1. 镉暴露可能诱发神经元铁死亡，并对癫痫发作症状构成风险
作者利用GBD数据库初步探讨了全球职业镉暴露的潜在风险，发现2021 年中国全国和各地区与职业镉暴露相关的残疾调整寿命年数较高，并且从 1991 年到 2021 年，中国的残疾调整寿命年数呈显著上升趋势，与其他主要亚洲国家相比，中国 2021 年的残疾调整寿命年数比率较高（图1）。作者招募了一组观察性队列（包含15名镉暴露超过10年且无癫痫史的工人）以研究镉暴露与铁死亡相关基因以及促炎细胞因子水平变化之间的联系（图2）。随后进行了孟德尔随机分析，以探讨铁死亡相关基因与局灶性癫痫发作之间的联系。结果表明，DMT1 表达与局灶性癫痫发作症状之间存在遗传关联，这可能是由于镉暴露直接影响了 DMT1，导致细胞亚铁离子水平升高（图3）。此外，作者还利用NHANES 数据库中的完整细胞计数信息，通过单变量和多变量逻辑回归分析探讨了镉诱导的炎症和癫痫发作之间的关联。结果显示，单变量和多变量分析都强调了单核细胞百分比和红细胞分布宽度（RDW）与癫痫发作症状的相关性，这可能是由于它们与炎症密切相关（图4A, B）。
图1：GBD数据分析
图2：观察性队列分析
图3：MR分析
图4：NHANES数据分析
2. 尿液代谢组学和网络毒理学分析
为了深入探讨镉暴露诱导的铁死亡在癫痫发作中的潜在机制，作者首先进行了人体尿液代谢组学分析，以进一步证明镉暴露诱导的差异代谢和铁死亡途径之间的关联。结果显示，镉暴露组有 200 个差异表达的代谢物，Reactome 富集分析强调了甘油磷脂代谢和 SLC 转运体紊乱功能的富集（图4）。通过机器学习分析，从200 个差异代谢物中确定关键的差异代谢物，SVM模型和随机森林模型识别出的关键差异代谢物取交集，得到2个参与镉暴露毒性效应的关键差异代谢物PI(22:1(11Z)/0:0)和PC(22:4 (7Z,10Z,13Z,16Z)/14:0)，这两个代谢物均参与铁死亡的发生（图5）。随后进行网络毒理学分析，鉴定了192 个涉及镉暴露对癫痫发作毒性效应的潜在人类基因靶点，对其进行功能富集分析和PPI网络分析，发现IL-6和NF-κB在镉诱导的神经毒性对癫痫发作的影响中起关键作用。最后，利用 Enrichr 和 CMAP 数据库，根据中枢基因分析结果确定了潜在的治疗方案，两个数据库都强调了褪黑激素的治疗潜力（图6）。综合以上结果表明，镉对癫痫发作的不良影响涉及脂质和铁代谢，以及依赖于Nrf2的铁死亡途径，IL-6可能是镉暴露引发的验证反应的上游分子，激活NF-κB P65途径，随后通过Keap1/Nrf2途径改变Nrf2的表达。而褪黑激素可能通过调节这些与铁死亡相关的基因靶点，减轻镉诱导的铁死亡加剧的癫痫发作严重程度。（ps：这里的计算工作量比较大，自己的电脑可能跑不动，甄博这里还提供服务器租赁服务，新朋友可以免费试用）
图4：尿液代谢组学分析
图5：机器学习分析
图6：网络毒理学分析
3. 体内实验验证
作者利用癫痫小鼠模型研究镉暴露对癫痫小鼠的影响以及褪黑激素对这些影响的缓解作用。通过新物体识别（NOR）测试、莫里斯水迷宫（MWM）测试和高架十字迷宫（EPM）测试检测镉暴露对认知障碍和焦虑症状的影响，发现镉暴露通过诱导铁死亡加剧了癫痫小鼠的癫痫发作严重性、认知功能障碍和焦虑样行为，而褪黑素和铁死亡抑制剂Fer-1能缓解癫痫发作（图7，图8）。随后深入探索了铁死亡机制，发现褪黑激素可能通过调节脂质和铁代谢并激活Nrf2依赖的铁死亡途径来减轻镉暴露对癫痫小鼠的毒性（图9，图10）。
图7：镉暴露对癫痫小鼠的影响
图8：行为学实验
图9：核磁共振成像实验和 Nissl 染色分析
图10：探索褪黑激素对镉诱导的海马神经元铁中毒的神经保护机制
小结
看完这篇能召唤神龙的文章，你是不是也觉得发12分有点亏了？联合思路设计的也太丰富了，整合GBD分析、观察性队列分析、MR分析、代谢组学和网络毒理学分析，创新性很高，随便拿出一两个模块都够发篇小文章了。更别说文章还做了动物实验，深入验证功能探索机制，真是一篇不可多得的好文章，学起来吧！联合思路的趋势越来越明显，现在还想用MR分析、多组学分析发高分的朋友，建议提前上车联合思路！复杂思路设计有难度？分析实现不了？有需要随时联系甄博！思路设计、个性化分析、服务器租赁都有，专业团队实力杠杠滴！
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注：本文为原创编译，非声张版权，侵删！
