3+：房颤+GWAS结合

今天和大家分享一篇发表在Biomedicines（IF：4.757）杂志的文章PDE3A and GSK3B as Atrial Fibrillation Susceptibility Genes in the Chinese Population via Bioinformatics and Genome-Wide Association Analysis。

心房颤动 (AF) 是最常见的心律失常，其遗传病因和发病机制尚不明确。我们旨在筛选出在中国人群中具有潜在发病机制意义的AF易感基因。

1、DEGs和易感基因的鉴定

从公共数据库中识别出的 DEG 和潜在的 AF 相关基因（图1）。( a )来自数据集GSE2240（紫色）、GSE128188（黄色）和GSE115574（绿色）的DEG基因集的维恩图。共有 3173 个基因被确定为 AF 的 DEG，其中 22 个基因在所有 3 个数据集中重叠。( b )说明 GWAS 易感基因（紫色）和 DEG（黄色）的维恩图。共有 3472 个基因被确定为潜在的 AF 相关基因，其中 57 个基因在两组中重叠。

2、潜在治疗靶点的鉴定

AF 的潜在治疗靶点（图2）。维恩图说明潜在 AF 相关基因（紫色）、化学药物靶标（黄色）和中药靶标（绿色）的基因，共有 75个 AF 相关基因可作为潜在的治疗靶点。

3、通路富集分析

GO和KEGG富集分析中前20个重要的生物富集过程和途径（图3）。( a )在75个AF相关基因分析中发现的前 20 条功能丰富的 GO 通路。( b ) 在75个AF相关基因分析中发现的前 20 条功能丰富的 KEGG 通路。

4、通路基因网络构建

潜在 AF 相关基因的 KEGG 通路富集网络（图4）。( A ) PDK-Akt 信号通路。( B )肝细胞癌、前列腺癌、血小板活化、松弛素信号通路和雌激素信号通路。( C ) 粘附连接。( D ) p53 信号通路。( E ) 细胞周期。( F ) 花生四烯酸代谢。( G ) 可卡因成瘾。

针对每个KEGG通路网络基因构建基因交互网络，挖掘每个通路网络下的hub基因集。七个子网络下的hub基因包括氧化应激和细胞信号通路、激素调节通路、细胞粘附通路、肿瘤抑制通路、细胞周期调节通路、脂质代谢和炎症通路以及精神疾病相关通路（图 5)。通过构建通路-基因网络，共获得了35个常见的hub易感基因。其中26个属于氧化应激和细胞信号通路。

5、GWAS 分析

房山人群 AF 的 GWAS 关联分析揭示了 126 个具有全基因组显着性的 AF 相关位点（图6）。

6、 PDE3A 和 GSK-3β 的生物信息学结果

GSK-3β在PI3K-Akt信号通路中的核心作用。上调的蛋白质或过程表示为红色箭头，而下调的蛋白质或过程表示为绿色箭头。

综上所述，本研究是首份系统性的筛查和验证PDE3A和GSK-3β与中国人群心房颤动风险相关性的报告，表明PDE3A是 AF 的潜在药物靶点，GSK-3β是与氧化应激和激素调节相关的基因-基因通路网络中的一个hub基因。我们的研究为中国人群的 AF 机制提供了新的见解。