整合表达数量性状位点与孟德尔随机化分析确定心肌梗死的候选基因和通路

Integrated expression quantitative trait loci and Mendelian randomization analyses of the candidate genes and pathways identified for myocardial infarction.

作者信息Peichun He, Xiangwen Lv, Chuwen Fu, Zhen Qin, Siyuan Chen, Jinmin Zhao, Jian Xie
PMID41889637
发布时间2026-03-11
DOI10.3389/fmolb.2026.1693113

实验完整度

包含生物信息学分析(差异表达、MR、富集分析)和体外细胞实验(OGD模型、RT-qPCR验证),缺少动物实验和更多的功能验证。

主要模型

AC16细胞(氧糖剥夺模型) GEO微阵列数据(GSE66360) eQTLGen eQTL数据 英国生物库GWAS数据(finn-b-19_MI)

重点核对

AC16细胞在无糖培养基和95% N2、5% CO2缺氧条件下处理6小时 RT-qPCR使用SYBR-Green,以GAPDH为内参,2−ΔΔCT法分析 eQTL分析设置r2 < 0.001,clumping距离10,000 kb,F检验值>10 MR分析采用IVW方法为主,p<0.05为筛选标准

摘要

背景:心肌梗死(MI)是由不稳定的缺血状态引起的心肌坏死事件,主要通过心脏功能受损和心肌细胞死亡降低预期寿命。本研究旨在通过整合表达数量性状位点(eQTL)和孟德尔随机化(MR)分析来探究MI的遗传机制。方法:我们全面分析了来自基因表达综合数据库的独立MI数据集。通过差异表达、eQTL和MR分析评估MI与差异表达基因之间的关系。此外,进行GO和KEGG富集分析以阐明候选基因的功能通路,并使用基因集富集分析(GSEA)识别与MI相关的基因。通过将AC16细胞置于氧糖剥夺条件下建立MI体外模型,并通过逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)验证基因表达水平。结果:通过比较MR分析和mRNA表达谱的结果,我们确定了13个重叠基因:MRPL35、SNUPN、ADM、BCL6、BNIP3L、CMTM2、DGAT2、HSPA6、IER3、IFNGR1、PLAUR、SERPINB8和VNN2。GO和KEGG富集分析显示,这些基因参与重要的生物学过程,包括线粒体凋亡和线粒体组织调控通路。GSEA表明,候选基因富集于NOD样信号通路、免疫应答以及溶酶体、核糖体和代谢通路中,这些通路与MI相关。此外,通过RT-qPCR验证了基因表达水平。结论:本研究强调了特定分子通路在MI靶向治疗中的潜力。我们的工作也需要进一步的研究努力来阐明MI的遗传机制。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
心肌梗死(MI)的遗传机制尚不明确,本研究旨在通过整合eQTL和MR分析来鉴定与MI相关的候选基因和生物学通路。
核心机制
候选基因主要参与线粒体凋亡和线粒体组织调控通路,且富集于NOD样信号通路、免疫应答和代谢通路,表明MI发病可能与线粒体功能障碍和免疫炎症反应相关。
主要证据
通过差异表达分析、MR分析、GO/KEGG富集分析和GSEA,识别出13个候选基因;在AC16细胞OGD模型中,RT-qPCR验证了其中8个基因(ADM、BCL6、IFNGR1、VNN2、SERPINB8、IER3表达上调,SNUPN、MRPL35表达下调)与MR结果一致。
研究意义
本研究揭示了MI复杂病理生理学的新视角,鉴定的候选基因可能成为未来药物靶点和分子机制研究的焦点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

识别差异表达基因

在GSE66360数据集中比较MI患者与健康对照的基因表达,筛选DEGs。

使用R limma包分析,以|log2(FC)| ≥ 0.585和调整p<0.05为阈值,获得1071个DEGs。

2

进行孟德尔随机化分析

利用eQTL作为工具变量,评估基因表达与MI之间的因果关联。

从eQTLGen获取eQTL数据,GWAS数据来自UK Biobank(finn-b-19_MI),使用TwoSampleMR包进行MR分析,IVW为主要方法,并进行敏感性分析。

3

交集与功能富集分析

确定与MI相关的候选基因及其富集的生物学通路。

将MR分析的疾病相关基因与DEGs取交集,得到13个基因;使用clusterProfiler进行GO和KEGG富集分析,GSEA识别通路。

4

体外细胞模型验证

在AC16细胞OGD模型中验证候选基因的表达变化。

将AC16细胞分为Con和OGD组,OGD组在无糖培养基和缺氧条件下处理6小时,使用RT-qPCR检测mRNA表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
TRIzol试剂Invitrogen--
QuantiTect逆转录试剂盒Qiagen--
SYBR-GreenTakara--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与OGD处理
AC16细胞来源、培养基成分、OGD处理时间(6小时)及缺氧条件(95% N2/5% CO2)
阅读提示:Materials and methods, Cell culture and construction of the cellular model of MI
RT-qPCR验证
引物序列(Supplementary Table S1)、内参GAPDH、RNA提取试剂和逆转录试剂盒
阅读提示:Materials and methods, RT-qPCR analysis
差异表达分析
GSE66360数据集样本量、阈值|log2(FC)|≥0.585和调整p<0.05
阅读提示:Materials and methods, Identification and enrichment analysis of DEGs
孟德尔随机化分析
eQTL数据来源(eQTLGen)、GWAS数据(finn-b-19_MI)样本量、工具变量筛选标准(p<5e-8, r2<0.001, F>10)
阅读提示:Materials and methods, MR analysis