琥珀酰化（succinylation）相关基因GLS通过调控甘露糖（mannose）与甘油磷脂（glycerophospholipid）代谢促进肠易激综合征（irritable bowel syndrome, IBS）：一项整合孟德尔随机化（Mendelian randomization, MR）、基于汇总数据的孟德尔随机化（summary-data-based Mendelian randomization, SMR）与中介分析（mediation analysis）的研究
《Egyptian Journal of Medical Human Genetics》：Succinylation-related gene GLS regulates mannose and glycerophospholipid metabolism to promote irritable bowel syndrome: an integrated study combining Mendelian randomization, SMR, and mediation analysis
编辑推荐：
目的：探讨琥珀酰化（succinylation）相关基因是否通过调控血液代谢物参与肠易激综合征（irritable bowel syndrome, IBS）发病。方法：顺式表达数量性状位点（cis-expression Quantitative Trait L
目的：探讨琥珀酰化（succinylation）相关基因是否通过调控血液代谢物参与肠易激综合征（irritable bowel syndrome, IBS）发病。方法：顺式表达数量性状位点（cis-expression Quantitative Trait Loci, cis-eQTL）汇总数据来自eQTLGen Consortium；血液代谢物全基因组关联研究（genome-wide association study, GWAS）数据来自Chen等，IBS数据集来自FinnGen R12。研究人员筛选出19个琥珀酰化相关基因，与eQTL数据取交集获得琥珀酰化相关eQTL，以其为暴露、IBS为结局，采用两样本孟德尔随机化（two-sample Mendelian Randomization, MR），以逆方差加权（inverse-variance weighting, IVW）为主法，保留P < 0.05且无异质性与平面多效性结果；随后用SMR分析进一步评估（p_SMR < 0.05且p_HEIDI > 0.05）；最后以代谢物为中介做中介分析，保留P < 0.05、中介比例 > 10%且中介效应与总效应方向一致者。结果：GLS、LDHA、PGAM1表达与IBS风险正相关（P < 0.05）；GLS与LDHA通过SMR验证（p_SMR < 0.05，p_HEIDI > 0.05），PGAM1未通过（p_SMR = 0.422）；LDHA有效SNP少于GLS（5对20），故选GLS做中介分析。GLS可能经升高甘露糖（mediations proportion 26.27%，P = 0.012）与甘露糖酸（mannonate）（47.15%，P = 0.002），以及降低1-(1-enyl-palmitoyl)-GPC（p-16:0）（25.76%，P = 0.031）、1-arachidonoyl-GPE（20:4n6）（11.73%，P = 0.048）、保护性葡萄糖/甘露糖比（24.64%，P = 0.006）与磷酸盐/甘露糖比（30.81%，P = 0.029）增加IBS风险。结论：琥珀酰化相关基因GLS可能部分通过循环甘露糖相关及甘油磷脂代谢改变促成IBS风险，为后续机制验证提供候选代谢通路。
研究背景方面，肠易激综合征（irritable bowel syndrome, IBS）是影响全球约11%人群的功能性胃肠病，以慢性腹痛和排便习惯改变为特征，疾病负担沉重。已有GWAS鉴定出多个IBS风险位点，但致病机制仍不清楚。近年研究提示表观调控与代谢互作在IBS中有重要作用，赖氨酸琥珀酰化（lysine succinylation）作为新型蛋白翻译后修饰（post-translational modification, PTM），可在心血管疾病、神经疾病、肿瘤等中调控能量代谢、炎症与免疫，但其在IBS中的功能尚未被表征。IBS风险基因富集于代谢相关通路，但琥珀酰化相关基因是否经代谢调控影响IBS、循环代谢物是否起中介作用均未知。因此，研究人员开展本研究，旨在用遗传流行病学方法揭示琥珀酰化相关基因—代谢物—IBS的因果级联关系。该研究论文发表在《Egyptian Journal of Medical Human Genetics》。
主要关键技术方法上，研究人员使用eQTLGen Consortium血液cis-eQTL、Chen等的血液代谢物GWAS、FinnGen R12的IBS队列（407,993人，13,268病例与394,725对照）；以P < 5e-8、窗口10,000 kb、r2 < 0.1筛选工具变量；依次开展两样本MR（IVW为主，剔除F < 10工具）、SMR与HEIDI检验、两步MR中介分析，并以P < 0.05、中介比例 > 10%和方向一致作过滤。
两样本MR分析部分，研究人员用cis-eQTL作暴露、IBS作结局，排除无IVW结果后得10个有效结果；GLS、LDHA、PGAM1表达升高均与IBS风险显著正相关，且保留SNP的F统计量均 > 10，GLS有20个有效SNP，LDHA有5个，PGAM1有11个。
SMR分析部分，对MR阳性基因做SMR与HEIDI检验；GLS（b_SMR = 0.118，p_SMR = 0.042，p_HEIDI = 0.466）和LDHA（b_SMR = 0.197，p_SMR = 0.008，p_HEIDI = 0.546）通过验证且效应方向为正，PGAM1虽无HEIDI异质性（p_HEIDI = 0.459）但p_SMR = 0.422未通过；因LDHA可用SNP少于GLS，研究人员选GLS进入代谢组范围中介分析。
中介分析部分，研究人员计算GLS对IBS总效应、GLS对代谢物效应、代谢物对IBS效应；GLS经升高甘露糖（中介比例26.27%）和甘露糖酸（47.15%）增加IBS风险，经降低1-(1-enyl-palmitoyl)-GPC（p-16:0）（25.76%）、1-arachidonoyl-GPE（20:4n6）（11.73%）以及降低保护性葡萄糖/甘露糖比（24.64%）、磷酸盐/甘露糖比（30.81%）产生正向间接效应；比值类介质本身对IBS保护，但GLS下调这些比值从而提升风险，且与甘露糖升高在数学上一致。
讨论部分，研究人员指出GLS编码谷氨酰胺酶（glutaminase），参与谷氨酰胺分解；文献显示谷氨酰胺可维持肠上皮紧密连接、保护肠屏障，而GLS琥珀酰化会增强谷氨酰胺分解，与本研究GLS高表达增加IBS风险的遗传证据相呼应。甘露糖与甘露糖酸升高可借渗透效应和结肠发酵加重腹胀、腹痛，和低FODMAP饮食改善IBS的症状机制语境一致；但IBD中甘露糖有抗炎益处，说明IBS低度炎症与内脏高敏感下发酵刺激可能强于抗炎收益。葡萄糖/甘露糖比和磷酸盐/甘露糖比下降主要反映甘露糖相关代谢失衡，不是独立风险代谢物。甘油磷脂方面，1-(1-enyl-palmitoyl)-GPC（p-16:0）属甘油磷脂酰胆碱，关乎膜完整；1-arachidonoyl-GPE（20:4n6）属甘油磷脂酰乙醇胺，关乎膜蛋白折叠、氧化磷酸化与自噬；其降低可能损害肠上皮屏障，但直接IBS证据有限。研究人员也承认局限：未直接测蛋白琥珀酰化、eQTL与代谢物为血液非肠组织、_summary水平数据不能完全排除反向因果与平面多效性、中介分析未校正多重检验。
结论部分译为：上述发现提示，遗传预测的琥珀酰化相关基因GLS表达可能通过循环代谢改变促成IBS易感性；具体地说，该关联可能部分由较高甘露糖与甘露糖酸水平，以及较低1-(1-enyl-palmitoyl)-GPC（p-16:0）、1-arachidonoyl-GPE（20:4n6）及葡萄糖/甘露糖比、磷酸盐/甘露糖比所中介。仍需实验与临床研究验证这些关联并阐明其生物学意义。
