转录组分析内质 相关基因及分泌组基因在NAFLD进展中的特征

随着全球肥胖的大流行，NAFLD已成为最常见的慢性肝病之一。肝脏通过合成并分泌大量的肝脏因子、代谢物等作为信 分子，以旁分泌/内分泌多种形式与其他代谢器官相互调控，参与协调系统性代谢平衡。肝脏作为新陈代谢的中心，含有丰富的内质 。内质 是蛋白质合成、加工和分泌的主要场所，其功能障碍与NAFLD密切相关。既往研究多局限在探究具体分子的调控机制，仍然缺乏全局认识。近年来，随着转录组学、蛋白质组学、代谢组学等技术的发展，极大地加深了我们对NAFLD的理解和认识。

本课题组通过对来自公共数据库的10例对照组和206例NAFLD患者的肝脏RNA-seq数据表达谱及临床特征资料进行生信分析，基于加权基因共表达 络分析（WGCNA）法构建出6个内质 相关基因共表达 络，使用皮尔森相关分析探究各模块与临床特征之间的关联，发现棕色模块与NAFLD纤维化分期、NAFLD活动度评分（NAS）以及疾病分期显著相关（图1）。

图1. 基于WGCNA的内质 相关基因关键模块的鉴定与特征分析

本研究团队使用cytoscape软件中的cytoHubba插件计算出棕色模块中的关键基因。研究发现，前20个关键基因的mRNA表达水平随着纤维化分期和NAS的增加而逐渐升高。研究人员进一步在ob/ob小鼠（NAFL模型）及HFHC饮食（即高脂高胆固醇饮食）诱导的非酒精性脂肪性肝炎（NASH）小鼠模型中，将上述结果进行了mRNA及蛋白水平的验证（图2）。接下来，研究人员通过受试者工作特征曲线发现，前20个关键基因中THY1、COL1A1、COL1A2、COL3A1、RHBDF1在判断NAFLD严重程度中具有较高的曲线下面积。

图2. 前20个关键基因表达模式及其在NAFLD进展中的诊断价值、在NAFLD小鼠模型的验证

最后，研究人员对棕色模块的分泌组特征进行分析，并在MCD饮食（即蛋氨酸及胆碱缺乏饲料）诱导的NASH小鼠模型中探索血清中关键基因编码蛋白的表达水平。研究发现，血清Thy1和Collagen Ⅲ水平在MCD小鼠中显著升高（图3），提示其有望成为诊断NAFLD严重程度的血清标志物。

图3. 棕色模块分泌组基因的鉴定

CORRESPONDENCE

陈燕铭教授

中山大学附属第三医院副院长，内分泌与代谢病科学科带头人

石国军研究员

中山大学附属第三医院内分泌与代谢病科副主任，广东省糖尿病重点实验室副主任

FIRST AUTHOR

高荣

中山大学附属第三医院内分泌与代谢病科博士生

王瑨

中山大学附属第三医院内分泌与代谢病科博士后

供稿：高荣

初审：王超凡

审定发布：陈燕铭 蔡梦茵

参考文献：Gao R, Wang J, He X, Wang T, Zhou L, Ren Z, Yang J, Xiang X, Wen S, Yu Z, Ai H, Wang Y, Liang H, Li S, Lu Y, Zhu Y, Shi G, Chen Y. Comprehensive analysis of endoplasmic reticulum-related and secretome gene expression profiles in the progression of non-alcoholic fatty liver disease. Front Endocrinol (Lausanne). 2022 Aug 12; 13: 967016. doi:
10.3389/fendo.2022.967016.