間皮瘤是一種罕見的癌癥，起源于胸膜和腹膜，其發(fā)病率因接觸石棉而上升。患者通常在晚期才被診斷出來(lái)，導(dǎo)致生存率低。因此，識(shí)別分子標(biāo)記以進(jìn)行早期發(fā)現(xiàn)和診斷至關(guān)重要。

1、GEO數(shù)據(jù)

2、GWAS數(shù)據(jù)

從GEO數(shù)據(jù)庫(kù)下載了三個(gè)間皮瘤數(shù)據(jù)集用于差異基因表達(dá)分析?；诒磉_(dá)數(shù)量性狀位點(diǎn)（eQTL）數(shù)據(jù)，使用來(lái)自FINNGEN數(shù)據(jù)庫(kù)的間皮瘤全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）數(shù)據(jù)進(jìn)行孟德爾隨機(jī)化（MR）分析，并確定工具變量（IV）。MR鑒定的風(fēng)險(xiǎn)基因與差異表達(dá)基因的交叉基因被確定為間皮瘤的關(guān)鍵共表達(dá)基因。通過(guò)功能富集分析，包括基因本體論（GO）、京都基因與基因組百科全書（KEGG）和基因集富集分析（GSEA）以及免疫細(xì)胞相關(guān)性分析，闡明關(guān)鍵基因在間皮瘤中的作用。此外，在獨(dú)立的GEO數(shù)據(jù)集和TCGA數(shù)據(jù)集中驗(yàn)證了間皮瘤關(guān)鍵基因的差異表達(dá)。這項(xiàng)結(jié)合多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)和分析方法的綜合研究建立了一個(gè)用于識(shí)別間皮瘤風(fēng)險(xiǎn)基因的穩(wěn)健模型。

間皮瘤訓(xùn)練集的差異基因表達(dá)分析共鑒定出1608個(gè)DEG，包括791個(gè)上調(diào)基因和817個(gè)下調(diào)基因（圖2C、D）。

共鑒定出182個(gè)與間皮瘤相關(guān)的基因，其中包括90個(gè)高?；蚝?2個(gè)低?；颉Ｍㄟ^(guò)將MR分析中鑒定出的高危和低?；蚍謩e與上調(diào)和下調(diào)的DEG相交，得到14個(gè)關(guān)鍵的共表達(dá)基因：MPZL1、SOAT1、TACC3、CYBRD1的表達(dá)水平與間皮瘤呈正相關(guān)；TGFBR3、NDRG2、EPAS1、CPA3、MNDA、PRKCD、MTUS1、ALOX15、LRRN3和ITGAM與間皮瘤呈負(fù)相關(guān)。

使用MR-Egger回歸和Cochran檢驗(yàn)對(duì)14個(gè)關(guān)鍵間皮瘤基因進(jìn)行了敏感性分析。結(jié)果表明沒有異質(zhì)性或多效性（表2）。漏斗圖分析表明，沒有單個(gè)SNP影響結(jié)果。留一分析進(jìn)一步證實(shí)了沒有水平多效性（圖5）。此外，本研究利用驗(yàn)證集GSE51024數(shù)據(jù)集和TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)檢查了間皮瘤中14個(gè)關(guān)鍵基因表達(dá)的變化，研究結(jié)果表明間皮瘤中這些關(guān)鍵基因的表達(dá)水平存在明顯差異，從而驗(yàn)證了它們的差異表達(dá)（圖6）。

對(duì)已鑒定的關(guān)鍵基因進(jìn)行GO分析，結(jié)果顯示其在吞噬作用、超氧化物陰離子生成、超氧化物代謝和中性粒細(xì)胞活化等多種生物學(xué)過(guò)程中顯著富集。此外，這些基因在初級(jí)溶酶體、嗜天青顆粒腔和胞質(zhì)囊泡等細(xì)胞成分中也表現(xiàn)出富集。此外，還發(fā)現(xiàn)它們?cè)诤蚧衔锝Y(jié)合、酰胺結(jié)合和絲氨酸/蘇氨酸激酶活性等分子功能方面富集（圖7A）。對(duì)關(guān)鍵基因進(jìn)行KEGG分析，發(fā)現(xiàn)它們?cè)阼F死亡、類固醇生物合成、膽固醇代謝和腎素-血管緊張素系統(tǒng)等通路中富集（圖7B）。

為探討間皮瘤高、低表達(dá)組關(guān)鍵基因的富集差異，對(duì)關(guān)鍵基因進(jìn)行了基因集富集分析。GSEA結(jié)果顯示，高表達(dá)組抗原加工與呈遞信號(hào)通路富集程度最高，其次是細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用和蛋白酶體信號(hào)通路顯著富集（圖8）。低表達(dá)組關(guān)鍵基因在細(xì)胞周期信號(hào)通路中富集程度最高，其次是蛋白酶體、剪接體和DNA復(fù)制信號(hào)通路（圖9）。這些發(fā)現(xiàn)提示關(guān)鍵基因表達(dá)水平的改變可能在蛋白質(zhì)合成代謝、蛋白質(zhì)相互作用，乃至細(xì)胞周期水平上對(duì)間皮瘤的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生影響。

使用CIBERSORT算法測(cè)量間皮瘤與正常間皮組織中免疫細(xì)胞浸潤(rùn)的差異，獲得了間皮瘤的免疫細(xì)胞浸潤(rùn)譜。與對(duì)照組相比，間皮瘤中CD4+幼稚T細(xì)胞和M1巨噬細(xì)胞的比例顯著升高，提示其對(duì)疾病的潛在影響（圖10A、B）。此外，為了探討關(guān)鍵基因的免疫學(xué)特性，作者對(duì)關(guān)鍵基因與免疫浸潤(rùn)細(xì)胞進(jìn)行了相關(guān)性分析（圖10C）。結(jié)果表明，關(guān)鍵基因與各種免疫浸潤(rùn)細(xì)胞均存在相關(guān)性。M1巨噬細(xì)胞與SOAT1、MNDA和ITGAM的表達(dá)水平呈顯著正相關(guān)，與ALOX15和LRRN3的表達(dá)水平呈顯著負(fù)相關(guān)。中性粒細(xì)胞與MPZL1、CYBRD1、NDRG2和MNDA的表達(dá)水平呈正相關(guān)，與TACC3、TGFBR3和LRRN3的表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)。γδT細(xì)胞的浸潤(rùn)水平與M1巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)水平呈顯著正相關(guān)，而濾泡輔助T細(xì)胞的浸潤(rùn)水平與CD4記憶性T細(xì)胞靜息浸潤(rùn)水平呈顯著負(fù)相關(guān)。上述研究發(fā)現(xiàn)，間皮瘤中存在一些關(guān)鍵基因與免疫細(xì)胞相互作用。其中，MNDA、TACC3和CYBRD1基因與多種免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)顯著相關(guān)。

這項(xiàng)整合的eQTL和孟德爾隨機(jī)化分析提供了14個(gè)關(guān)鍵共表達(dá)基因與間皮瘤在遺傳學(xué)上存在因果關(guān)系的證據(jù)。這些疾病關(guān)鍵基因與間皮瘤相關(guān)的生物學(xué)過(guò)程和浸潤(rùn)免疫細(xì)胞相關(guān)。此外，研究為進(jìn)一步研究間皮瘤的發(fā)病機(jī)制及其潛在的臨床應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。