發(fā)布時(shí)間: 2025-08-20 13:15:37
嘿,科研小伙伴們注意啦!今天要和大家分享一篇超有意思的研究,科學(xué)家們通過(guò)生物信息學(xué)和大鼠實(shí)驗(yàn),首次揭示了SRC基因如何通過(guò)調(diào)控溶酶體功能和鐵死亡,影響多囊卵巢綜合征(PCOS)的進(jìn)程!
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),PCOS患者的顆粒細(xì)胞中,溶酶體和鐵死亡相關(guān)基因“集體暴走”,而SRC基因穩(wěn)坐C位,可能是幕后大BOSS!大鼠實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),高雄激素血癥組的SRC表達(dá)飆升,受胎率和產(chǎn)仔數(shù)卻慘遭“滑鐵盧”……
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題目:SRC參與溶酶體功能并調(diào)節(jié)多囊卵巢綜合征中的鐵死亡
雜志:J Ovarian Res
影響因子:IF=4.2
發(fā)表時(shí)間:2025.03.05
研究背景
盡管已有少量研究表明鐵死亡和溶酶體參與了卵巢疾病的相關(guān)過(guò)程,但鐵死亡在PCOS中的作用仍有待進(jìn)一步探討。本研究首次利用生物信息學(xué)方法分析PCOS中與鐵死亡和溶酶體相關(guān)的基因,旨在鑒定其中的關(guān)鍵基因,為PCOS的研究提供新的方向。
數(shù)據(jù)來(lái)源
從GEO下載GSE34526,用于研究PCOS患者和對(duì)照組顆粒細(xì)胞的差異基因表達(dá)。該數(shù)據(jù)集包含7例PCOS患者和3例正常對(duì)照組的基因表達(dá)譜。
研究思路
本研究利用GSE34526數(shù)據(jù)集進(jìn)行生物標(biāo)志物篩選。使用基因集富集分析(GSEA)對(duì)GSE34526進(jìn)行KEGG富集分析,篩選出差異表達(dá)基因(DEG),并分析其與溶酶體相關(guān)的基因。隨后進(jìn)一步進(jìn)行KEGG和GO分析,發(fā)現(xiàn)其在鐵死亡途徑中富集,進(jìn)而獲得與鐵死亡相關(guān)的差異基因。通過(guò)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(PPI)網(wǎng)絡(luò)獲得核心位置的基因。隨后,重點(diǎn)關(guān)注SRC,并通過(guò)大鼠實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了SRC在高雄激素血癥、高脂血癥和對(duì)照組卵巢組織中的差異表達(dá),以及各組受胎率和產(chǎn)仔率的差異。
主要結(jié)果
1、GSE34526的GSEA
使用GSEA對(duì)GSE34526進(jìn)行KEGG分析,以探究PCOS患者和對(duì)照組中所有基因表達(dá)數(shù)據(jù)的通路分布。結(jié)果顯示溶酶體在NES=2.04的PCOS組中顯著富集(圖1a),提示其可能在PCOS的病理生理中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
2、GSE34526中的DEG鑒定
GSE34526數(shù)據(jù)的差異分析發(fā)現(xiàn)3003個(gè)差異表達(dá)基因(DEG),其中2192個(gè)上調(diào),811個(gè)下調(diào)。對(duì)這些差異基因進(jìn)行聚類分析,如火山圖所示(圖1b)。隨后,利用維恩圖,得到188個(gè)LRDEG(溶酶體相關(guān)差異表達(dá)基因)(圖1c)。
3、功能富集分析
LRDEGs的KEGG富集結(jié)果顯示,這些基因在哮喘中富集倍數(shù)最多,在吞噬體中的富集程度最高,且在多個(gè)免疫相關(guān)方面均有富集,此外,這些基因在鐵死亡途徑中富集,提示溶酶體作用可能與PCOS患者的鐵死亡有關(guān)。GO富集分析包括三個(gè)部分:生物過(guò)程(BP)、細(xì)胞成分(CC)和分子功能(MF)。在BP方面,LRDEGs主要參與與MHCII類蛋白復(fù)合物的肽抗原組裝、通過(guò)MHCII類蛋白加工和呈遞外源肽抗原,以及參與免疫球蛋白介導(dǎo)的免疫反應(yīng)的免疫球蛋白產(chǎn)生。而在CC方面,MHCII類蛋白復(fù)合物的富集倍數(shù)最高,溶酶體和溶酶體膜的富集程度最高。在MF方面,LRDEG明顯富含MHCII類受體活性和MHCII類蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)合(圖ef)。
4、FRDEGs
由于富集分析表明LRDEG在鐵死亡途徑中富集,作者從FerrDb數(shù)據(jù)庫(kù)下載了鐵死亡基因,并將DEG與它們進(jìn)行交叉,進(jìn)一步鑒定出41個(gè)重疊的FRDEG(鐵死亡相關(guān)差異表達(dá)基因)(圖2a)。KEGG對(duì)FRDEGs的富集分析顯示,這些基因在流體切應(yīng)力和動(dòng)脈粥樣硬化通路中顯著富集,此外,在自噬通路中富集最為豐富,在脂質(zhì)和動(dòng)脈粥樣硬化自噬通路中富集程度更高(圖2c-d)。
5、PPI網(wǎng)絡(luò)分析
為了進(jìn)一步探究FRDEGs的作用,作者將其上傳至STRING軟件,構(gòu)建了PPI網(wǎng)絡(luò)(圖3a)。隨后利用Cytoscape插件(MCC)對(duì)FRDEGs的PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)SRC、JUN、ALB、STAT3、KRAS、ZEB1、HMOX1、ATG7、ATM和HMGB1為top10的關(guān)鍵基因,處于調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的核心位置。其中,SRC為top1基因,可能是PCOS患者鐵死亡發(fā)生的必需蛋白(圖3b)。
6、SRC的單基因GSEA通路分析
基于以上結(jié)果,作者將研究重點(diǎn)放在SRC上。在之前的KEGG和GO富集分析中,作者發(fā)現(xiàn)SRC參與了流體切應(yīng)力和動(dòng)脈粥樣硬化通路,以及脂質(zhì)和動(dòng)脈粥樣硬化。此外,SRC在細(xì)胞凋亡過(guò)程和溶酶體中也發(fā)揮了正向調(diào)控作用。
為了探索SRC的潛在功能,作者進(jìn)行了單基因GSEA-KEGG通路分析。SRC可能參與花生四烯酸代謝(NES=1.84)和溶酶體(NES=1.24),這進(jìn)一步提示SRC對(duì)PCOS患者溶酶體功能的影響(圖3c-d)。
7、3組SRC表達(dá)
為了進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)果,作者利用大鼠實(shí)驗(yàn)對(duì)大鼠卵巢組織中的SRC進(jìn)行了免疫組織化學(xué)染色,測(cè)定了不同組小鼠卵巢中SRC的表達(dá)水平(圖3e),結(jié)果顯示高雄激素血癥組小鼠的SRC平均值較高,與對(duì)照組(P=0.004)和高脂血癥組(P=0.002)相比均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖3f)。
8、3組受胎率及產(chǎn)仔數(shù)比較
結(jié)果表明,高脂飼料喂養(yǎng)的雌性大鼠受胎率(4/9)低于對(duì)照組(6/9),但高于高雄激素血癥組(2/9);高雄激素血癥組的產(chǎn)仔數(shù)(7/2)和受胎率均顯著低于其他兩組(40/4和65/6)(圖4)。但可能由于樣本量較小,各組間比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
文章小結(jié)
綜上所述,作者通過(guò)生物信息學(xué)分析篩選了PCOS患者中的LRDEGs和FRDEGs,鑒定出SRC是PCOS患者溶酶體異常和鐵死亡反應(yīng)的潛在調(diào)控因子,并通過(guò)大鼠模型進(jìn)行了驗(yàn)證,為未來(lái)PCOS研究找到了一些新的方向。
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