导语

结果:

3.1. 元分析

通过系统检索 PubMed、Embase、Web of Science 和 Cochrane 图书馆数据库,共发现了 7 篇文章。作者筛选了标题和摘要,其中一篇文章因无关被排除。经过对摘要和全文的全面审查,分析中纳入了 6 项研究,涵盖 683 名 MG 患者和 908 名对照组。荟萃分析中包含的研究特征见。由于 I-2 为 69%,荟萃分析采用了随机效应模型。结果显示,巨型男性组的血清尿素水平显著低于对照组(比值比−48.46 [95% CI −63.26, −33.65],p < 0.00001)(见图 1)。


森林图显示重症肌无力与尿酸水平之间的关系。

3.2. 通过 MR 和生物信息学分析识别关键基因
作者首先从开放的 GWAS 数据库中选取 UA 数据集,研究了 UA 与 MG 之间的遗传关系;包括欧洲人口 GCST90018977 和亚洲人口 GCST90018757。MG 数据集来源于芬兰数据库,具体为 finn-b‐G6_MYASTHENIA,用于本研究。对于 ebi-a‐GCST90018977 数据集,逆方差加权(IVW)分析显示尿嘌呤与巨型肌力雄胺之间存在遗传因果关系(OR = 1.723;95% CI 1.072–2.772;p = 0.024)(图 2A–C)。同样,ebi-a‐GCST90018757 数据集结果一致,暗示存在因果关系(OR = 1.944;95% CI 1.045–3.617;p = 0.036)(图 2D–F)。此外,MR 研究还评估了异质性和多效性。对于 ebi-a‐GCST90018977 数据集,未观察到显著异质性(PMR‐Egger = 0.812,P MR‐IVW = 0.797)或水平多效性(PMR‐Egger = 0.148,P MR‐PRESSO = 0.823)。对于 ebi-a‐GCST90018757 数据集,未观察到显著异质性(PMR‐Egger = 0.188,P MR‐IVW = 0.210)或水平多效性(PMR‐Egger = 0.464,P MR‐PRESSO = 0.478)。

数据集中共识别出 253 个欧洲人群 SNP,而亚洲人群中识别出 52 个 SNP。这些 SNP 通过独立的 GWAS SNP 和连锁不平衡(LD)过滤与相应基因进行定位,最终鉴定出 234 个基因。随后进行了 KEGG/GO 富集和 PPI 网络分析。 生物过程(BP)结果强调尿素代谢为主要过程,而胰岛素样生长因子 1 的结合则成为关键分子功能(见图 3A)。PPI 网络分析进一步定位了中心基因,如 PPARG、IGF1R 和 IGF2BP2(见图 3B)。亚洲和欧洲人群基因的交叉显示出 HNF1A、GCKR、SFMBT1、IGF1R、CFAP73 和 LINC02859 为共享基因(见图 3C)。根据 KEGG/GO 富集分析结果,胰岛素样生长因子 1 的结合是关键分子功能,在 PPI 网络分析中,IGF1R 被选为本研究中进一步研究的关键基因(见图 3D)。


重症肌无力与尿酸的双样本孟德尔随机化分析。(A, D)散点图;(B,E)森林地图;(C,F)漏斗剧情。


5+双样本孟德尔+单细胞+表达验证+分子对接,这篇文章,打开了我的生信新思路!!
生物信息学分析以识别与尿酸和重症肌无力相关的关键基因。(A)KEGG/GO 分析,显示生物过程、细胞组分和分子功能,其中分子功能特别聚焦于 IGF1。(B)PPI 网络分析,IGF 及相关基因位于网络中心(红框)。(C)维恩图,展示了亚洲数据集(SNP1)和欧洲数据集(SNP2)孟德尔随机化分析结果的交集,以及尿酸数据集中六个共享基因。(D) 基因的染色体位置图,显示 IGF1R 基因位于 15 号染色体上。

3.3. 来自多个数据库的 MG 患者 IGF1R 表达水平
作者分析了 TCGA 数据库中的胸腺瘤数据集,并将其分为两组评估 MG 患者的 IGF1R 表达:被诊断为 MG 的患者(n=32)和非 MG 患者(n=61)。分析显示,与非 MG 患者相比,MG 患者的 IGF1R mRNA 表达显著降低(p < 0.05)(见图 4A)。接着进行了预后分析。IGF1R 表达水平按中位数分为高表达组和低表达组。Cox 回归分析显示,IGF1R 表达较高与生存结局改善相关(见图 4B)。进一步验证了 GEO 数据库中的单细胞测序数据。在 GSE227835 数据集中,包括 10 名 MG 患者(AChR 抗体阳性)和 10 名对照个体,比较分析证实 MG 患者的 IGF1R 表达显著降低(p < 0.05)(见图 4C,D)。此外,接受 MG 危机治疗患者的单细胞测序数据显示,治疗后跨多个细胞群体的 IGF1R 表达有所增加。治疗后总 IGF1R 表达水平也显著升高(p < 0.05)(见图 4E,F)。这些发现凸显了 IGF1R 在 MG 病理生理和预后中的潜在作用,为治疗靶点和疾病机制提供了见解。


利用公开数据集验证 IGF1R 与重症肌无力之间的关系。(A,B)TGCA 胸腺瘤数据集中重症肌无力组与非重症肌无力组间 IGF1R 的 mRNA 表达水平比较(A)。IGF1R 的表达水平根据中位数分为两组,表达较高与临床预后较佳(B)相关。(C,D)来自 GEO 数据库(C)的GSE227835 数据集中单细胞测序单元聚集的 UMAP 图。重症肌无力患者(D)的 IGF1R 表达较低。(E,F)来自 GEO 数据库(E)的 GSE222427 数据集中单细胞测序单元聚集的 UMAP 图。重症肌无力危机患者(F)IGF1R 表达较低。 注:*p < 0.05。

3.4. 高 IGF1R 表达与 MG 患者的临床表现较轻相关
作者医疗中心前瞻性招募了 83 名同意提供全血样本的 MG 患者。所有参与者均测量了血清尿素和 IGF1R 水平。队列根据 IGF1R 的中位表达水平分为两组。低 IGF1R 组(n = 41)包括 12 名男性(29.3%),平均年龄为 52.2±17.56 岁。高 IGF1R 组(n = 42):包括 28 名男性(66.7%),平均年龄为 46.86±16.67 岁。两组性别分布显著差异,高 IGF1R 组男性比例更高(p < 0.05)。与低 IGF1R 组相比,高 IGF1R 组的血清尿素水平显著升高(p < 0.05)(见图 5A)。还比较了各组的临床特征和结局。结果显示,高 IGF1R 组眼部肌力无力症病例比例显著更高,而 MGFA 评分则显示该组轻度病例比例较高(p < 0.05)(见图 5F)。然而,两组在发病年龄、疾病持续时间、肌无力危机的存在、治疗结局或胸腺瘤发生率方面未见显著差异(p > 0.05)(见图 5B–D,F–H)。这些发现表明 IGF1R 表达、尿酸水平与 MG 临床表现之间存在潜在关联。IGF1R 也被认为与 MG 患者临床表现较轻相关。


重症肌无力患者与 IGF1R 高低表达的临床表现比较单一临床中心(未配对t 检验/卡方检验)。 注:*p < 0.05,**p % 3C 0.01。

3.5. 小分子药物与分子对接
通过对 DrugBank 数据库中所有小分子的分子对接筛选,成功识别出与 IGF1R 结合亲和力最强的前 10 个配体。Bizelesin 与 IGF1R 的结合模式主要依赖于氢键和疏水相互作用。该配体在 IGF1R 活性位点与关键氨基酸残基(VAL‐976、GLU-979、ARG-1042 和 GLU-1046)形成多重氢键,并在疏水区与蛋白质表面强烈相互作用。该药物可能通过稳定结合来调控 IGF1R 活性(见图6A)。邻苯二氢蓝素的平面结构使其能够紧密嵌入 IGF1R 的疏水囊中。该配体主要通过疏水相互作用与 IGF1R 的疏水区相互作用,并特异性结合关键氨基酸残基 ASN-1049。该机制可能在调控 IGF1R 功能中发挥作用(见图 6B)。Murizatoclax 还通过疏水相互作用和氢键与 IGF1R 形成稳定配合物,特别是通过与 IGF1R 残基 ASN‐1049 的氢键稳定相互作用。

其结合能与邻苯二硫氰相似,表明结合亲和力相似,且可能通过类似机制调控 IGF1R(见图 6C)。米多斯托林主要通过与 IGF1R 的疏水区疏水相互作用结合其活性囊袋,且不显著形成氢键。它表现出中等结合亲和力。作为已应用于某些白血病治疗的多靶点激酶抑制剂,Midostaurin 的抗肿瘤效果可通过与 IGF1R 相互作用增强(见图 6D)。 MK-6325 结合 IGF1R 的疏水性口袋,并通过氢键与残基 ASN-1129 和 GLU-1056 相互作用。该配体结合能为−10.5 kcal/mol,具有显著的结合亲和力,可能影响 IGF1R 功能并调控其信号通路(见图 6E)。扎维盖潘特主要与 IGF1R 的疏水区相互作用,并稳定地结合其活性位点。Zavegepant 结合能为−10.5 kcal/mol,可能在 IGF1R 的调控中发挥作用,特别是在 IGF1R 信号通路的调控中(见图 6F)。所有这些小分子都可能通过调节 IGF1R 对 MG 的治疗产生药理作用。


通过虚拟筛选识别出的 IGF1R 与小分子分子对接。(A) 比泽莱辛;(B)邻苯二氮;(C)穆里扎托克拉克斯;(D)米多斯陶林;(E) MK-6325;(女)扎维盖潘特。
                                   
                                                  总结

 该研究通过荟萃分析确定了低尿素水平与巨型肌力酶之间的关联,随后利用磁共振法鉴定了关键基因 IGF1R。通过利用 GEO 和 TCGA 的数据集,作者验证了 IGF1R 与 MG 之间的关系,显示 IGF1R 表达低与 MG 的发病、危机和预后不良有关。此外,作者利用单中心临床数据评估了 MG 患者 IGF1R 表达与尿酸水平之间的关系。最后,采用虚拟药物筛选以识别针对 IGF1R 的小分子,作为 MG 潜在治疗候选药物。通过这项研究,作者旨在阐明 IGF1R 在 MG 中保护作用的分子机制,并识别潜在的 MG 治疗药物候选。