B細(xì)胞和單核細(xì)胞基因表達(dá)譜的相關(guān)分析與骨密度關(guān)聯(lián)基因網(wǎng)絡(luò)鑒定.pdf

1、隨著人口老齡化趨勢加劇，骨質(zhì)疏松已經(jīng)成為公共衛(wèi)生領(lǐng)域的難題。骨密度是骨質(zhì)疏松的主要風(fēng)險(xiǎn)因子，作為替代表型被廣泛用于骨質(zhì)疏松遺傳機(jī)制研究?；诩蚁岛屯麑?duì)的研究表明骨密度變異的遺傳率約為60-90％，但大部分骨密度遺傳決定因素依然未知。
　　 B細(xì)胞和單核細(xì)胞為兩類與骨代謝密切相關(guān)的細(xì)胞，以往旨在鑒定骨質(zhì)疏松遺傳機(jī)理的研究常將這兩類免疫細(xì)胞作為研究靶細(xì)胞，但是這些研究大都只是局限在一種細(xì)胞，或只是研究基因的差異表達(dá)與骨質(zhì)疏松的關(guān)系

2、。為系統(tǒng)深入探索這兩類細(xì)胞對(duì)骨代謝的影響，本研究專注：1)量化研究B細(xì)胞和單核細(xì)胞的表達(dá)相關(guān)性，探索它們對(duì)骨代謝是否存在協(xié)同影響；2)構(gòu)建骨密度關(guān)聯(lián)的基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)，并揭示其生物學(xué)意義。
　　 本研究量化了B細(xì)胞和單核細(xì)胞的表達(dá)相關(guān)性。在36個(gè)高骨密度和40個(gè)低骨密度白人女性樣本中，從外周靜脈血中提取B細(xì)胞和單核細(xì)胞，采用AffymetrixHG-U133AGeneChip()芯片進(jìn)行基因表達(dá)檢測，應(yīng)用GCOS1.2軟件將原始數(shù)

3、據(jù)除噪和歸一化，過濾低表達(dá)和不表達(dá)的基因后，共有4279個(gè)基因在B細(xì)胞和單核細(xì)胞都表達(dá)，從以上基因中篩選出1107個(gè)可能影響骨代謝的基因。分析顯示這些基因在B細(xì)胞和單核細(xì)胞中的表達(dá)存在較強(qiáng)的相關(guān)性(R=0.900，P<0.001)，且這種正相關(guān)表達(dá)關(guān)系的樣本差異?。贿@1107個(gè)基因中有251個(gè)在B細(xì)胞和單核細(xì)胞中存在顯著的正相關(guān)表達(dá)關(guān)系(P<0.05)；兩條與骨代謝存在顯著相關(guān)的生物學(xué)通路RANKL/RANKOPG和Wnt/β-cate

4、ninsignaling在B細(xì)胞和單核細(xì)胞中的表達(dá)也存在顯著相關(guān)(Pearson's相關(guān)系數(shù)分別為0.918和0.508)。綜上，無論在基因還是生物學(xué)通路層面，B細(xì)胞和單核細(xì)胞的表達(dá)存在正相關(guān)關(guān)系，且可能存在影響骨密度的協(xié)同表達(dá)機(jī)制。
　　 構(gòu)建骨密度關(guān)聯(lián)的基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)研究的材料為79個(gè)白人女性樣本(高骨密度39人、低骨密度40人)的B細(xì)胞和80個(gè)白人女性樣本(高低骨密度各占一半)的單核細(xì)胞的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)。細(xì)胞提取、芯片平臺(tái)

5、和數(shù)據(jù)預(yù)處理過程與第一部分研究相同。采用加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法(WeightedGeneCo-expressionNetworkAnalysis，WGCNA)構(gòu)建基因模塊，并計(jì)算其和骨密度關(guān)聯(lián)的顯著統(tǒng)計(jì)量(ModuleSignificance，MS)作為衡量基因網(wǎng)絡(luò)和骨密度間關(guān)聯(lián)程度的指標(biāo)。應(yīng)用B細(xì)胞表達(dá)譜數(shù)據(jù)構(gòu)建了10個(gè)基因共表達(dá)基因網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)和骨密度間不存在顯著關(guān)聯(lián)關(guān)系；應(yīng)用單核細(xì)胞表達(dá)譜數(shù)據(jù)構(gòu)建了7個(gè)基因共表達(dá)模塊，模塊b

6、lue和brown被證實(shí)與骨密度之間存在顯著關(guān)聯(lián)，該關(guān)系進(jìn)一步得到全基因組關(guān)聯(lián)研究(Genome-wideassociationstudies，GWAS)結(jié)果的驗(yàn)證?；贕O(GeneOntology)的功能注釋分析得出blue模塊主要參與轉(zhuǎn)運(yùn)、細(xì)胞蛋白代謝過程和蛋白代謝過程，而brown模塊主要參與細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸、小泡介導(dǎo)運(yùn)輸和細(xì)胞蛋白定位過程。結(jié)果表明以上生物學(xué)過程可能影響骨代謝，而對(duì)blue和brown模塊中的基因及對(duì)應(yīng)的GO過程的進(jìn)