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发布日期:2026-06-20 16:17    点击次数:194
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May

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今天共享的著作“肥美联系的2型糖尿病患者血液基因抒发的转变可能与脂质代谢联系(孟德尔随即化分析)于2023年2月发表在Diabetologia,IF 10.46/Q1。

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作家旨在随意不同类型2型糖尿病患者全血中互异抒发的长链非编码RNA (lncRNAs)和mRNA:严重胰岛素短缺型糖尿病(SIDD)、严重胰岛素抵牾型糖尿病(SIRD)、轻度肥美联系糖尿病(MOD)、轻度糖尿病(MD)和轻度糖尿病伴高HDL -胆固醇(MDH)。加多作家对2型糖尿病不同的患者集群的分子机制的勾通。最终发现多个lncRNA和mRNA在不同类型2型糖尿病患者集群中抒发互异,额外是在MOD集群中。MOD簇中的mRNA可能对东谈主体测量特征、脂质代谢特征和血细胞组分有因果影响。

总之,作家的联系成果标明,MOD集群中的个体阐扬出基因的荒谬RNA抒发,这些基因在多种糖尿病联系性状中具有潜在的因果作用。

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01

配景

Part One

糖尿病患者看成一个群体是异质的,紧迫需要进一步分层。长链非编码 RNA (lncRNA) 是长度提升 200 个核苷酸的调度性 RNA。基因组的大部分由非编码 RNA 构成,包括 lncRNA,它们不会被翻译顺利能性卵白质。lncRNA 是基因抒发的调度因子,举例通过 mRNA 衰变顺利影响卵白质的产生。有多个例子标明 lncRNA 参与调度与糖尿病并发症发展联系的通路。天然患者集群在临床成果和糖尿病进展方面存在互异,但它们在分子水平上的互异在很猛经由上尚不明晰。先前的联系仍是发现胰岛素抵牾集群具有更高的支链氨基酸、二酰甘油和三酰甘油水平,何况血浆中富含细胞内磷酸肌醇 3-激酶 (PI3K)/Akt 通路中的卵白质。此外,与肥美联系的集群骄横出更高的细胞因子水平。

作家假定这些代谢互异也反应在分拨给五个集群之一的 2 型糖尿病患者的全血基因抒发中。为了处分这个问题,作家看望了分拨给先前细则的五个集群之一的 2 型糖尿病患者全血中 lncRNA 和 mRNA 水平的互异。作家还使用双样本孟德尔随即化 (MR) 联系了对这些 mRNA 的遗传影响以及这些 lncRNA 和 mRNA 在糖尿病联系性状(举例脂质代谢和东谈主体测量见解)中知道示意性因果作用的经由。

02

模范

Part Two

1

数据

Hoorn糖尿病照拂系统(DCS)部队是一个灵通的前瞻性部队,包括东谈主体测量和推行室测量。2013年和2014年从1033名之前参与过生物库的东谈主身上相聚了RNA血液,莫得任何特定的聘用圭臬。从这一组中,根据以下圭臬聘用400东谈主进行RNA测序:发病年级在40至75岁之间;欧洲血缘;糖尿病病程<10年;算计eGFR>30毫升/分钟。

基因抒发数目性状位点(eQTL):lncRNA和mRNA顺式基因抒发数目性状位点(eQTL)从公开数据联结获取;IEU OpenGWAS查找与eQTL联系的性状特征,这些特征被分为八类:东谈主体测量、脂质代谢、腹黑代谢、代谢物/卵白质、白细胞组分、红细胞、骨骼和其他。

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2

2型糖尿病的分类

DCS部队中2型糖尿病患者的集群分类基于五个临床变量:初次就诊年级(年);BMI (kg / m2);糖化血红卵白(mmol/mol);c肽(nmol/l)和高密度脂卵白胆固醇(mmol/l)。集群按性别分层,并根据k-means进行界说。以下五个集群被界说为:胰岛素短缺集群(SIDD),胰岛素抵牾集群(SIRD),肥美联系集群(MOD)和轻度集群低高密度脂卵白胆固醇水平(MD)和高高密度脂卵白胆固醇水平(MDH)。

3

血细胞组分

使用UniCel DxH 800 Coulter细胞分析系统和FC 500 Series系统在系数具有RNA-seq数据的个体中测量中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的水平。

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4

双样本的MR分析

为了算计lncRNA、mRNA与性状之间的因果关系,使用TwoSampleMR R包(v0.5.6)进行了双样本MR分析。

去除连锁扞拒衡(LD)中的SNPs r2<0.001,以获取零丁的SNPs,阈值使用(p<×10−8);使用F统计量= (β/SE)2评估每个SNP的器用强度。关于单一器用变量,使用Wald比值查考;在多器用变量的情况下,使用反方差加权(IVW)模范;散点图将SNP对清楚的影响与SNP对成果的影响的可视化;丛林图可视化多种器用变量的算计值;漏斗图直不雅地评估异质性;使用coloc R软件包(v5.1.0.1)进行共定位分析以评估多效性(看成MR的敏锐性分析的一部分。),打算PP3和PP4的后验概率(阈值:PP4/(PP3+PP4)>0.8)。

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外部考证 (IMI DIRECT study)

立异药物倡议糖尿病患者分层联系(IMI DIRECT)用于考证互异抒发的RNA。

03

成果

Part Three

1

糖尿病患者集群的临床特征

系数参与Hoorn DCS生物库的2型糖尿病患者(n=2953),摆布年级、BMI、HbA1c、HDL -胆固醇和c肽等特征将2型糖尿病患者分为5类:SIDD、SIRD、MOD、MD和MDH。(图1a-f)。由高HbA1c界说的SIDD集群占个体的11% (n=26)。20%的联系东谈主群鸠合为SIRD, 21%为MOD, 27%为MD, 21%为MDH。

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图1

2

不同的患者集群间的血细胞组分莫得互异

进一步分析了不同的患者集群中,外周血细胞组分是否有互异。在未经颐养的模子中,中性粒细胞水平在MD簇中较低。SIRD组淋巴细胞水平较高。因为因为年级可以影响血液中白细胞的含量、白细胞组分与BMI联系,作家颐养了年级、BMI,在颐养后的模子中,血细胞组分在患者集群之间莫得互异。

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lncRNA和mRNA在患者集群间的抒发不同

在抒发的574个lncRNA中,作家分散随意出与各患者集群联系的lncRNA、mRNA;在集群间互异抒发的lncRNA、mRNA;并Spearman 联系性分析这些lncRNA、mRNA与五个临床变量的关联(图2a-2f)。

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临了,联系了MOD集群中互异抒发的lncRNA与mRNA之间的两两联系性;随意了65个在其他联系中未不雅察到的额外基因。

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图2

4

外部考证集考证

外部考证集IMI DIRECT联系的特征与西宾集相匹配(图3a-f);

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基于在西宾集的患者集群间互异表的lncRNA、mRNA,分析其在IMI DIRECT不同患者集群间的抒发互异、 互异抒发lncRNA、mRNA的效应大小(图3g-h);接下来,作家链接对西宾和考证部队中的Bonferroni显赫lncRNA和mRNA进行分析。

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图3

5

MOD集群中互异抒发的mRNA可能具有因果作用

为了联系这些lncRNA和mRNA对临床性状(表型)潜在的作用,作家从先前发表的数据联结聘用了顺式的基因抒发数目性状位点(cis- eQTL)。将cis- eQTL与IEU OpenGWAS数据库中已发表的GWASs进行相比。总的来说,1个cis-eQTL与1个lncRNA的抒发联系,207个顺式eQTL与103个mRNA的抒发联系(r2<0.001)。看成器用的SNP的平均F统计量的鸿沟为43.2-2113.4,标明器用较强。

接下来,对MOD集群中的lncRNA和mRNA以及在IEU OpenGWAS数据库中发现的联系性状进行了双样本孟德尔随即化(MR)分析。

作家想要算计这些mRNA可能与IEU OpenGWAS数据库中发现的特征之间的因果关系。进行双样本MR查考。系数有52种mRNA被诠释对217种与东谈主体测量、脂质、血细胞组分等性状具有潜在的因果效应。

23种mRNA与东谈主体测量特征有因果关系。作家发现KCNH2对东谈主体测量特征的因果关系最强:莫得发现异质性(Q=0.74, p=0.39)、多效性(5×10−5)和反向因果关系(p=0.96)的凭证;共定位分析不复旧这种因果效应(PP.H4=0)。六种mRNA骄横出对BMI的因果关系。

10种mRNA与系数脂质代谢性状齐有因果关系,一些mRNA与确切系数脂质代谢性状齐有因果关系,而另一些mRNA仅与一种脂质性状有因果关系,举例LDL-胆固醇。共定位分析复旧了这种因果关系(PP.H4=0.99) (ESM表12)。相同,作家莫得发现异质性(Q=0.86, p=0.35)、多效性(2×10−4)和反向因果关系(p=0.81)的凭证(ESM表12)。

19种mRNA对白细胞组分有因果影响,CEBPE对确切系数白细胞(嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、粒细胞、单核细胞和中性粒细胞)齐有因果影响。共定位分析复旧了这些因果效应(PP.H4>0.8) 。

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图5

04

商酌和论断

Part Four

作家随意了11个lncRNA和175个mRNA在MOD簇中互异抒发。lncRNA与MOD簇中互异抒发的mRNA之间存在很强的联系性。互异抒发基因在IMI DIRECT联系中得到了很猛经由的考证。多个mRNA与东谈主体测量学、脂质代谢和血细胞组分联系的多个性状有因果效应关系。总之,作家的联系成果标明,MOD集群中的个体阐扬出基因的荒谬RNA抒发,这些基因在多种糖尿病联系性状中具有请示的因果作用。

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