《Biochemical and Biophysical Research Communications》：Identification of Candidate Host Susceptibility Genes for Viral Myocarditis Through Integrated Transcriptomic and Mendelian Randomization Analyses
编辑推荐：
•
整合转录组学和遗传学方法用于识别与心肌炎相关的基因。
•
孟德尔随机化分析确定了四个与心肌炎易感性相关的基因。
•
IFI35、PCLAF、MYO1G和PSTPIP1被确定为优先候选基因。
•
MYO1G显示出与心肌炎相关遗传信号的重叠证据。
- •
整合转录组学和遗传学方法用于识别与心肌炎相关的基因。
- •
孟德尔随机化分析确定了四个与心肌炎易感性相关的基因。
- •
IFI35、PCLAF、MYO1G和PSTPIP1被确定为优先候选基因。
- •
MYO1G显示出与心肌炎相关遗传信号的重叠证据。
- •
PSTPIP1过表达增强了293T细胞中的CVB3复制。
引言
病毒性心肌炎（VMC）是一种由心向性病毒感染引起的炎症性心肌疾病。其病理特征为心肌细胞损伤和间质炎症浸润，临床表现从无症状或轻度心悸到急性心力衰竭、心源性休克，甚至猝死1,2。尽管许多患者在急性期后自发恢复，但仍有相当一部分患者会发展成慢性心肌炎症、心室重构、扩张型心肌病或心力衰竭，从而导致长期的心血管发病率和死亡率3。由于临床表现的高度异质性和复杂的免疫病理机制，VMC的诊断和管理仍然具有挑战性。因此，阐明疾病易感性和进展的分子机制对于发现新的治疗靶点并改善临床结果至关重要。
尽管转录组分析已经识别出在病毒性心肌炎期间差异表达的许多基因，但这些方法本身无法区分潜在的疾病驱动因素和由炎症或组织损伤引起的二次转录变化。近年来，将基因组学与因果推断方法相结合为研究复杂疾病背后的遗传机制提供了新的机会。多变量（MR）分析使用遗传变异作为工具变量（IVs），基于全基因组关联研究（GWAS）的数据来推断暴露与疾病结果之间的潜在因果关系。由于遗传变异是在受精时随机分配的，MR比传统的观察性研究更不易受到混杂和反向因果关系的影响，从而为因果推断提供了更可靠的证据4,5。当与顺式表达数量性状位点（cis-eQTL）数据结合时，MR能够优先识别那些遗传预测表达水平可能与疾病易感性相关的基因，从而为下游的功能验证和治疗靶点发现提供更强的遗传证据。
在涉及VMC的众多病毒病原体中，柯萨奇病毒B是最常见的致病因子之一，CVB3被广泛认为是病毒性心肌炎的主要病因6,7。CVB3属于肠病毒属，属于hornavirus科（8）。它的基因组编码一个大的多聚蛋白前体，随后被病毒蛋白酶切割成四种结构蛋白（VP1–VP4）和七种非结构蛋白（2A–2C和3A–3D），这些蛋白在病毒复制、宿主细胞侵入和免疫逃逸中起关键作用9,10,11,12,13。CVB3感染通过模式识别受体激活宿主的先天免疫反应，同时通过破坏干扰素信号通路来逃避抗病毒免疫，从而促进持续性感染和心肌炎症14,15,16,17。尽管进行了广泛的研究，但目前尚无有效的疫苗或特定的抗病毒疗法。因此，阐明CVB3引起的心肌炎的分子机制对于发现新的治疗靶点和改善疾病管理策略至关重要。
在这项研究中，我们整合了转录组学、GWAS和eQTL数据，使用差异表达、功能富集、MR和共定位分析来识别与心肌炎易感性相关的PCGs。进行了基因集富集分析（GSEA）和免疫浸润分析，以探索所识别基因的生物功能和免疫特性，并在独立队列和体外进行了验证。本研究旨在为心肌炎易感性和心肌炎症反应的分子机制提供新的见解，并识别进一步的候选宿主因素。
章节片段
数据收集和预处理
RNA测序（RNA-seq）数据集GSE248521是从NCBI基因表达组学（GEO）数据库中获取的。该数据集包括在感染急性期收集的六个对照组和六个CVB3感染的心肌组织样本。原始表达数据被下载并处理以进行后续分析。为了进一步评估结果的稳健性，使用了一个来自类似心肌炎模型的独立GEO数据集（GSE35182）作为外部验证
差异表达基因（DEGs）的识别和功能富集分析
为了表征CVB3引起的心肌炎的转录组改变和相关生物过程，使用GSE248521数据集进行了差异表达分析。共识别出417个DEGs，包括334个上调基因和83个下调基因。DEGs的总体分布以及前50个上调和下调基因的表达模式分别展示在火山图和热图中（图2A-B）。KEGG富集分析
讨论
病毒性心肌炎仍然是一种临床上重要的炎症性心血管疾病，针对特定病原体的治疗选择有限。尽管在理解CVB3引起的心肌炎方面取得了显著进展，但由于病毒耐药性和宿主免疫反应的复杂性，有效的抗病毒疗法仍然不可用20。因此，进一步阐明心肌炎症的分子机制对于发现新的治疗靶点至关重要。
CRediT作者贡献声明
张梅：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原始草稿，软件开发。沈红星：撰写 – 审稿与编辑，监督，资金获取。张琦：撰写 – 审稿与编辑，软件开发
数据可用性声明
本研究中使用和分析的数据集可以在合理请求下从相应作者处获得。
利益冲突
作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文报告的工作。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文报告的工作。
? 作者声明以下财务利益/个人关系可能被视为潜在的利益冲突：
致谢
本工作得到了国家自然科学基金（批准号：81971945）的支持。我们感谢中山医院复旦大学心脏病学系的陈瑞珍教授提供的柯萨奇病毒B3灭活株（Nancy）。
张梅 | 张琦 | 沈红星
