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火星撞地球!“孟德尔随机化+全转录组关联”擦出火花,豪取1区9.7分!思路深度解析,学到就是赚到!

生信图书馆  · 公众号  ·  · 2024-08-06 19:00

正文


哈喽,小 伙伴们,你们好!我是那个永远怀揣热忱与探索之心的 木木 ,今日满载新奇而归!急不可耐地想将我近日的 发现 与你们共赏,一同探寻那些未知背后的斑斓篇章,让我们携手再启新程!今天 木木 给大家带来的这篇文章影响因子 可是 高达 9.7 哦! 这篇 文章 通过 全转录组关联 孟德尔随机化 ,分析了胰腺癌风险基因及与糖尿病、静脉血栓栓塞的因果关系,发现多个风险基因,并证实胰腺癌可致糖尿病。这些发现为胰腺癌遗传机制提供了新见解。 接下来更多精彩请听我细细讲来吧~

1、 大规模样本: 研究基于 大样本数据 (PDAC患者8803名,对照组67523名;T2D病例74124名,对照824006名;VTE病例30234名,对照172122名), 增强了结果的可靠性和统计效力。

2、 创新方法: 结合 全转录组关联研究 孟德尔随机化分析 ,创新性地揭示了 基因表达与胰腺癌风险 的关系,并探讨了疾病间的 因果关系 ,为遗传学研究 提供了新的思路

3、数据公开: 研究人员通过 公开数据库 能够 高效获取所需数据 ,这一平台极大地 加速了研究进程 ,并有效 优化了时间和资源的利用 借用别人数据,写出自家好文,脑洞大开,文章就火啦!

PS:碰到研究卡壳了?找 木木 聊聊,他是科研小能手,能给你新思路,还有 试用生信服务器 帮忙。别单打独斗了,和 木木 组队,研究路上更顺畅。快关注生信林 ,一起搞定难题!


题目:胰腺癌的全转录组关联研究和孟德尔随机化确定了与2型糖尿病和静脉血栓栓塞的易感基因和因果关系

杂志:EBioMedicine

影响因子:IF= 9.7

发表时间:2024年 7

研究背景

当前 胰腺癌(PDAC)的遗传学机制, 面临 两大临床难题:一是明确影响PDAC发病率的遗传变异,二是探究PDAC是否与2型糖尿病(T2D)及静脉血栓栓塞(VTE)等非恶性表型存在因果关系。鉴于PDAC高致死率及遗传复杂性,当前研究多聚焦于基因表达与疾病风险的关联,但具体机制尚不完全清晰。 本研究通过大规模基因关联与 孟德尔随机化 分析,旨在为PDAC的精准预防与治疗提供新视角和潜在靶点。

数据来源

胰腺癌患者与胰腺癌PanScan I、PanScan II、PanScan III 队列 和胰腺癌PanC4对照组的GWAS数据 可从http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=gap获得,登录号为phs000206.v5.p3和phs000648.v1.p1。T2D队列的GWAS数据可从https://diagram-consortium.org/公开获得,有关TWAS使用的所有预测模型都可以从https://doi.org/10.5281/zenodo.3842289免费下载。

研究思路

在这项针对8803名PDAC患者和67523名对照组的研究中,首先进行了一项大规模的全转录组关联研究,以调查正常胰腺组织中遗传决定的基因表达与PDAC风险之间的关联。其次,使用孟德尔随机化(MR)分析了PDAC、T2D(74124例和824006例对照)和VTE(30234例和172122例对照)之间的因果关系。 研究流程图如下:

研究结果

1.胰腺组织中预测基因表达与胰腺癌(PDAC)风险的相关性

在测试的9952个基因中, 确定了16个基因 ,其 基因表达 水平与 胰腺癌 风险 显著相关(图1)。

图1 来自PDAC TWAS的关联结果曼哈顿图

在这些基因中,有 6个基因 在之前的研究中 未曾报道过 PPIP5K2、TFR2、HNF4G、LRRC10B、PRC1、FBXL20 )(表1)。其余 10个基因 验证 了先前的研究报告( INHBA、SMC2、ABO、PDX1、MTMR6、ACOT2、PGAP3、STARD3、GSDMB、ADAM33 )(表2),这些基因在各项研究中的效应方向和大小均保持一致,这一点通过与先前已发表研究的TWAS Z得分进行比较得到了确认。研究发现, SMC2、ABO、INHBA、STARD3、FBXL20、GSDMB、PRC1、MTMR6和HNF4G 等基因的遗传决定 表达水平较高 与胰腺癌(PDAC) 风险增加 之间 存在关联 。研究发现, PDX1、PGAP3、TFR2、PPIP5K2、ACOT2和ADAM33 等基因的遗传决定 表达水平较低 与胰腺癌(PDAC) 风险增加 之间 存在关联

表1 六个之前未报道过的与胰腺癌(PDAC)相关的基因

表2 十个在先前转录组加权关联分析(TWAS)中已报道的与胰腺癌(PDAC)相关的基因

2.基因水平的因果效应推断

进行了 孟德尔随机化(MR) 分析,以 确定 胰腺癌(PDAC)与2型糖尿病(T2D)(图 2 )之间是否存在 因果关系 。通过使用11个 单核苷酸多态性(SNP) ,发现 胰腺癌对2型糖尿病有因果效应 的证据,但反之则不然。此外,使用 HNF4G PDX1 进行的单个基因孟德尔随机化分析,表明 胰腺癌对2型糖尿病有因果效应

图2 使用WME方法的胰腺癌(PDAC)和2型糖尿病(T2D)的孟德尔随机化分析

对于 全转录组组关联分析(TWAS) 中确定的 16个基因,首先 评估 每个基因对胰腺癌(PDAC)发展的 因果效应 接下来 进行 敏感性分析 ,使用了三种基于不同假设的孟德尔随机化(MR)方法来进行推断: MR-Egger、加权中位数估计(WME)和MR-JTI (图 3 )。不同方法发现的与胰腺癌有因果关联的基因各不相同:使用 MR-JTI 时,发现 PPIP5K2、ABO、STARD3和PGAP3 与胰腺癌 有因果关联 ;使用 WME 时,发现 PPIP5K2、ABP、ACOT2、PGAP3和ADAM33 与胰腺癌 有因果关联 ;使用 MR-Egger 时,仅发现 ABO 与胰腺癌 有因果关联 。在所有三种方法中,只有 ABO 与胰腺癌的关联是显著的。

图3 使用三种不同方法对16个基因进行因果推断测试

随后利用在胰腺组织中与胰腺癌(PDAC)有显著 全转录组关联分析(TWAS)关联 的基因进行了 表型全基因组关联分析(PheWAS) (图 4 )。 发现 ABO 基因与其相关的 静脉血栓栓塞(VTE)特征 (如急性肺心病、肺栓塞和梗死、其他静脉栓塞和血栓形成)之间的 关联性最强 。因此,为了进一步探究 胰腺癌 VTE 之间的 因果关系 ,进行了 孟德尔随机化(MR) 分析(图 5 )。使用所有SNP,没有发现胰腺癌对VTE有因果效应或反之亦然的证据。然而,使用 ABO 基因座内的遗传工具变量进行的 单独MR分析 支持 VTE对胰腺癌有因果效应 (图 5 b);这种因果效应似乎 完全是由ABO引起 的,因为当在MR分析中排除ABO时,这种效应就不存在了(图 5 c)。

图4 由胰腺癌PheWAS生成 曼哈顿关联图

图5







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