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孟德尔随机化（MR）分析可谓是生信领域的大热话题，利用MR分析发表的高影响因子的SCI论文更是层出不穷。然而，如何将简单的MR分析做好，发出高质量的SCI呢？就让生信湾带大家一同学习今天这篇高质量生信文章，看看大佬都是如何巧妙运用MR分析，0实验拿下1区14.7分SCI的吧！
这是近期发表在《Nature Communications》上的论文，作者通过英国生物银行（UK Biobank）等队列的眼底图像，运用自动化图像处理管道和全基因组关联研究（GWAS）等方法，探究了视网膜血管参数的表型和遗传特征及其与疾病的关联。话不多说，接下来咱们就开始进入今天的主题，一起来研读这篇文章吧~
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l题目：视网膜血管参数的表型和遗传特征及其与疾病的关系
l杂志：Nature Communications
l影响因子：IF=14.7
l发表时间：2024年11月
（注：公众号后台回复“123”获取文献全文！文献编号：20241108）
视网膜血管成像对研究人体血管系统意义重大，其特征与健康密切相关。以往研究存在局限，本文利用UK Biobank数据，通过自动化分析管道研究多种视网膜血管表型，以揭示其与疾病的关联，为临床和基础研究提供参考。
数据主要来源于英国生物银行（UK Biobank），包含约48.8万受试者的丰富数据，其中对173,814张眼底图像（CFIs）进行分析。此外，还使用了鹿特丹研究（RS）和OphtalmoLaus两个独立队列的数据用于复制分析，以验证研究结果的可靠性。（PS：如此庞大的数据量，生信湾猜你一定需要一台稳定且高效的服务器吧，需要的小伙伴快来找生信湾了解吧~）
先开发自动化管道处理UK Biobank的眼底图像，提取17种视网膜血管表型，进行质量控制后测量相关指标，分析其相关性、遗传特征、与疾病和风险因素的关联，再用两个独立队列数据复制验证，包括计算表型相关性、进行GWAS等分析。
1. 视网膜血管表型的相关性与遗传特征
通过自动化管道处理UK Biobank图像，得到17种视网膜血管表型。表型相关性分析显示，动脉和静脉的相同表型倾向聚类，如血管密度与分叉数强相关，与直径负相关。遗传相关性多与表型相关性对应且稍大。各表型遗传力不同，动脉迂曲度最高，静脉直径变异性次之，中位数直径最低（图1）。
图1 视网膜血管IDPs的遗传和表型相关性以及SNP遗传力估计值
2. 基因和通路分析
利用PascalX分析工具，发现不同IDPs相关基因数量有差异，如动脉迂曲度相关基因最多。部分基因与多个IDPs相关，虽无基因与所有IDPs关联，但有基因与9个IDPs相关。通路分析中未发现所有IDPs共有的通路，但有常见通路。交叉分析表明IDP对间基因信号有差异（图2）。
图2 基因与血管IDPs的关联情况
3. 表型与疾病及风险因素的关联
分析视网膜血管IDPs与多种疾病及风险因素的关联，发现血压与多数IDPs相关，吸烟包年与静脉直径变异性正相关。二元疾病状态中，高血压与静脉迂曲度正相关。Cox模型分析表明，静脉直径变异性与多种疾病相关，如与死亡年龄相关。血管密度和分叉数关联模式有差异（图3）。
图3 IDPs与疾病和风险因素的关联效应大小。
4. 遗传关联与因果关系分析
通过LDSR估计IDPs与风险因素的遗传相关性，发现血压与部分IDPs比值负相关等。双向两样本孟德尔随机化分析显示，风险因素对多数IDPs有因果效应，如血压对血管IDPs影响。基因分析发现IDPs与风险因素基因集有重叠，交叉分析确定了更多多效基因（图4）。
图4 IDPs与风险因素的遗传相关性和因果效应估计值。
5. 复制分析
在鹿特丹研究（RS）和OphtalmoLaus两个独立队列中进行复制分析。表型相关性方面，与UK Biobank数据基本一致，如血管密度与分叉数的相关性。RS中遗传分析结果与UK Biobank总体一致，部分IDPs遗传力和遗传相关性相似，且成功复制了大量遗传关联和基因（图5）。
图5 IDPs在发现队列（UKBB）和复制队列（RS）中的表型和遗传复制情况。
综上，本研究借助全基因组关联研究（GWAS）、基因和通路分析、孟德尔随机化（MR）等方法，深入探究视网膜血管参数的表型和遗传特征及其与疾病的关联。研究极具创新性，运用大规模的UK Biobank数据，提取17种视网膜血管表型，分析流程严谨且系统，成功发表Nature Communications，相当厉害！如果你也想在纯生信领域发表高分文章，一定要好好利用孟德尔随机化这个利器，感兴趣的朋友记得联系生信湾哦~
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