3+：简单易懂的两个病联合分析思路

早！今天小编和大家分享一篇2021年4月发表在Hereditas（IF：3.271）的文章《Identification of metabolism genes related to hepatocarcinogenesis and progression in type 2 diabetes mellitus via co-expression networks analysis》，作者将2型糖尿病和肝癌联合分析，鉴定与 2 型糖尿病的肝癌发生和进展相关的代谢基因。

背景：

2 型糖尿病 (T2DM) 是肝细胞癌 (HCC) 的独立危险因素。然而，T2DM 中肝癌发生和进展的相关基因和模块仍不清楚。

方法：

分析来自 Gene Expression Omnibus (GEO) 的微阵列数据以筛选 T2DM 和 HCC 数据集的差异表达基因 (DEG)。然后，对这些 DEG 进行加权基因共表达网络分析 (WGCNA) 以分别检测模块和基因。通过 GOSemSim 包和 Metascape 获得和注释具有 T2DM 和 HCC 临床意义的模块中的共同基因。还鉴定了与晚期 HCC 和高糖化血红蛋白 (HbA1c) 相关的基因。这些基因通过 UALCAN 分析和基于癌症基因组图谱 (TCGA) 的单因素 cox 回归进行了验证。最后，应用另外两个独立的数据集来验证我们的研究结果。

DEGs的鉴定和功能富集

基因表达数据集GSE38642、GSE44035和GSE25724是从 GEO 下载的，其中包含70个正常样本和 16个T2DM 样本。数据集GSE101685包括8个正常样本和24个HCC样本。

在 T2DM 和正常对照之间共筛选出 1288个DEG，440个基因在 T2DM 中上调，848个在 T2DM 中下调。而在 HCC 和正常样本之间获得 1559个DEG，在HCC 中618个基因上调，941个基因下调。GO 和 KEGG 分析都表明T2DM 和 HCC 之间具有很强的相关性，因为参与细胞代谢的基因表达显著降低，而与细胞发育相关的基因表达显著增加。

T2DM与HCC的共表达网络构建及模块关联

分别对T2DM和HCC进行WGCNA分析，筛选关键模块。T2DM 中鉴定出总共9个模块。此外，在 HCC 中总共获得了7个模块。然后，通过几个重要模块的重叠获得了4个上调基因和33个下调基因（表1）。DisGeNET 还揭示了基因与疾病之间的关联（表2）。结果表明，这37个核心基因与低血糖、糖尿病、肝癌和脂肪性肝炎高度相关，与我们的研究一致。

与 HCC 进展和 HbA1c 异常相关的 Hub 基因鉴定和验证

分析与 HCC 的 StageT3b 负相关的棕色和黄色模块中的基因以及与 T2DM 的 HbA1c 负相关的绿松石簇中的基因。共鉴定出24个基因，其中12个被选为与肿瘤侵袭和HbA1c变异性相关的枢纽基因。基于 TCGA 数据库，ACAT1、CRYL1、SLC2A2、PCK1、ABAT、ACADSB、ST3GAL6和EPHX2等8个基因被证实与肿瘤分期和淋巴结转移状态呈负相关。此外，进行单因素cox回归分析，ACAT1、CRYL1、SLC2A2、PCK1和ABAT的表达增加可能有利于改善HCC的预后。

预后基因确认

通过人类蛋白质图谱验证了HCC 组织和正常肝组织之间5个基因的蛋白质表达。ACAT1、CRYL1、SLC2A2、PCK1和ABAT在HCC中的表达低于正常组织。HbA1c > 6.5% 的 T2DM 样本中ACAT1、SLC2A2、PCK1和ABAT的表达低于正常样本和 HbA1c ≤ 6.5% 的样本。此外，在GSE69850中用二甲双胍和苯乙双胍制备的 HepG2 样本中PCK1和ABAT著改善，表明 T2DM 中的血糖控制可能通过增加保护因子的表达而有利于改善 HCC 的生存结果。