結(jié)果：

多性狀遺傳關(guān)聯(lián)分析確定了 5 個(gè)新的 AD 位點(diǎn)和 9 個(gè) AD 和 CV 性狀之間的共享位點(diǎn)

作者對(duì) AD 和 CAD、AF、中風(fēng)、頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度 （cIMT） 以及收縮壓和舒張壓 （SBP， DBP） 的 GWAS （MTAG）17 進(jìn)行了五次成對(duì)多性狀分析。作者檢查了 AD 與檢查的 CV 性狀之間的雙變量遺傳相關(guān)性，并直觀地說明了 MTAG 結(jié)果以及原始 GWAS 的結(jié)果。在所有成對(duì) MTAG 分析中，作者在全基因組顯著性 （GWS） 水平確定了 114 個(gè)與 AD 相關(guān)的獨(dú)特遺傳位點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于 1 個(gè)獨(dú)特的單核苷酸多態(tài)性（SNP）。在 5 個(gè) AD 位點(diǎn)中，有 500 個(gè)是新的（不在先前已知的 AD 位點(diǎn)的 ±73069394 kb 范圍內(nèi)），其中 rs4 （ULK1） 顯示出最強(qiáng)的相關(guān)性。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證新 AD 位點(diǎn)的關(guān)聯(lián)，作者使用來自相關(guān)腦組織的基因表達(dá)數(shù)據(jù)應(yīng)用了基于匯總數(shù)據(jù)的孟德爾隨機(jī)化 （SMR）18 和依賴性工具中的異質(zhì)性 （HEIDI）。SMR 分析表明海馬體中 ULK4 表達(dá)與 AD 風(fēng)險(xiǎn)之間存在潛在因果關(guān)系 （βSMR = 0.04，P HEIDI = 0.22）。由于基因表達(dá)數(shù)據(jù)不可用，其余基因座無法進(jìn)行 SMR。

此外，作者在 1222 個(gè)遺傳位點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)了 740 個(gè)與 GWS 水平不同 CV 性狀相關(guān)的主要信號(hào)。其中，13 個(gè)新位點(diǎn)突出顯示了 CAD（N = 4）、cIMT（N = 8） 和中風(fēng)（N = 1）?？傮w而言，15 個(gè)獨(dú)特的 AD SNP（9 個(gè)位點(diǎn)） 在 GWS 水平上還與至少一個(gè)檢查的 CV 性狀相關(guān)聯(lián)。

共定位分析定義了 AD 和不同 CV 性狀共有的遺傳位點(diǎn)

對(duì)所有 19 個(gè) MTAG 報(bào)告的基因座 （767 AD + 27 CV） 使用多性狀共定位中的假設(shè)優(yōu)先級(jí)（HyPrColoc）740 方法，作者確定了 21 個(gè)在 AD 和 CV 性狀之間共定位的基因座，后驗(yàn)概率（PP） > 0.5（圖2）。大多數(shù)共定位基因座位于 AD 和 AF 之間（7 個(gè)基因座）或 AD 和 DBP 之間（7 個(gè)基因座）。觀察到與 AD 和 cIMT 相關(guān)的 chr8：124,608,614 ± 200 kb （RN7SKP155） 位點(diǎn)以及與 AD 和 DBP 相關(guān)的 chr1：11,47,391 ± 948 kb （SPI200） 位點(diǎn)共定位的大量證據(jù) （PP = 1.0）。在有共定位證據(jù)的 95 個(gè)基因座中，有 21 個(gè)基因座的單個(gè)候選因果變異解釋了很大一部分關(guān)聯(lián)：rs11786896（在 PLEC 中定位;與 AD-AF 共定位;PP = 0.97;86% 的 PP 由 SNP 解釋）、rs7529220（定位于 HSPG2;與 AD-AF 共定位;PP = 1;90% 的 PP 由 SNP 解釋）和 rs429358（在 APOE 中定位;與 AD-CAD 共定位;PP = 0.57;93% 的 PP 由 SNP 解釋）。盡管 PLEC 中的 rs11786896 由于接近先前報(bào)道的變體（SHARPIN 中的 rs34173062）而未被歸類為新的 AD 位點(diǎn)，但這兩個(gè)位點(diǎn)處于連鎖平衡狀態(tài) （r2 = 0.006），區(qū)域圖表明它可能代表不同的獨(dú)立信號(hào).

基因表達(dá)共定位分析優(yōu)先考慮 AD 和 CV 性狀共有的致病基因

為了確定共定位基因座的潛在多效性致病基因，作者使用來自基因型-組織表達(dá) （GTEx） 的表達(dá)數(shù)量性狀基因座 （eQTL） 數(shù)據(jù)在 48 個(gè)共定位基因座中測(cè)試了 AD 和 CV 性狀與 21 個(gè)組織中附近基因的表達(dá)。作者發(fā)現(xiàn) AD 和至少一個(gè) CV 性狀共定位在 16 個(gè)基因座中，在同一組織中表達(dá)一個(gè)或多個(gè)基因，總共與 53 個(gè)基因有 43 次關(guān)聯(lián)。其中，發(fā)現(xiàn) AF 有 6 個(gè)關(guān)聯(lián) （17 個(gè)基因座有 22 個(gè)基因），DBP 有 6 個(gè)關(guān)聯(lián) （16 個(gè)基因座有 3 個(gè)基因），中風(fēng)有 1 個(gè)關(guān)聯(lián) （3 個(gè)基因座） 和 cIMT 有 8 個(gè)關(guān)聯(lián) （3 個(gè)基因座有 6 個(gè)基因）。

在兩個(gè)基因座中，單個(gè)候選因果變異解釋了 AD 、 CV 性狀和組織特異性基因表達(dá)的共定位：rs11786896 （PLEC） 和 rs7529220 （HSPG2）。內(nèi)含子變體 rs11786896 （PLEC） 解釋了 AD 和 AF 的共定位，以及 PLEC 在心臟左心室（PP = 0.99，%PP 由 SNP = 99% 解釋）和骨骼?。≒P = 0.92，%PP 由 SNP = 98% 解釋）中的表達(dá)水平（圖 D）。rs3 與 AD 風(fēng)險(xiǎn)增加 （比值比，OR = 11786896.1）、AF 風(fēng)險(xiǎn)增加 （OR = 8.1） 和心臟左心室 （Beta = -6.0） 以及骨骼肌 （Beta = -13.0） 中 PLEC 的表達(dá)降低有關(guān)。

基因間變體 rs7529220 （HSPG2） 解釋了 AD 和 AF 的共定位，乳腺組織中 C1QA （PP = 0.85，%PP = 82%）、C1QB （PP = 0.83，%PP = 97%） 和 C1QC （PP = 0.61，%PP = 99%） 的表達(dá)水平。該變體與 AD 風(fēng)險(xiǎn)較高 （OR = 1.01）、AF 風(fēng)險(xiǎn)較高 （OR = 1.01） 和 C1QA 表達(dá)增加 （Beta = 0.19）、C1QB （Beta = 0.17） 和 C1QC （Beta = 0.15） 在乳腺組織中。

PLEC 和 C1Q 在心力衰竭的左心室中差異表達(dá)

定義表達(dá)靶基因的細(xì)胞以及與疾病風(fēng)險(xiǎn)和疾病相關(guān)的表達(dá)方向?qū)τ陬A(yù)測(cè)潛在治療調(diào)節(jié)的作用方向非常重要。因此，作者測(cè)試了心臟單細(xì)胞 RNA 中跨細(xì)胞類型共定位分析指示的 43 個(gè)基因的表達(dá)模式，以發(fā)現(xiàn)與疾病相關(guān)的差異表達(dá)差異是否與預(yù)測(cè)的疾病風(fēng)險(xiǎn)一致。PLEC 在心臟左心室發(fā)現(xiàn)的所有細(xì)胞類型中均表達(dá)，而 C1Q 僅在巨噬細(xì)胞中表達(dá)（圖 4）。2A， B） 的相對(duì)于健康對(duì)照，PLEC 在心力衰竭 （HF） 中差異表達(dá)，在內(nèi)皮中表達(dá)上調(diào) （log2 倍變化，log0FC = 40.0，P = 015.2），但在巨 噬細(xì)胞中下調(diào) （log0FC = -59.6）。心肌細(xì)胞中 HF 的差異表達(dá)僅存在趨勢(shì) （log0FC = 91.0，P = 06.1）。所有 C1Q 相關(guān)基因在心臟巨噬細(xì)胞中均下調(diào) （C2QA，log 1FC = -39.1;C2QB，對(duì)數(shù)1FC = ?34.3;C2QC，對(duì)數(shù)1FC = ?28.1）。

作者通過構(gòu)建 PLEC 和 C1Q 的高維加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò) （WGCN） 來鑒定跨細(xì)胞類型高度相關(guān)基因的模塊，進(jìn)一步探索了與 HF 的差異表達(dá)。作者在心臟內(nèi)皮細(xì)胞中產(chǎn)生了 12 個(gè)基因共表達(dá)模塊，在心肌細(xì)胞中產(chǎn)生了 14 個(gè)，在巨噬細(xì)胞中產(chǎn)生了 6 個(gè)。差異模塊特征基因分析表明，相對(duì)于健康對(duì)照，在 HF 病例的心臟血管內(nèi)皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞中，包含 PLEC 的模塊上調(diào)，而在擴(kuò)張型心肌病 （dCM） 病例的巨噬細(xì)胞中，相對(duì)于健康對(duì)照下調(diào)。相對(duì)于健康對(duì)照，含 C1Q 的模塊在 HF 病例的心肌細(xì)胞中也下調(diào)，在 dCM 病例中相對(duì)于健康對(duì)照在巨噬細(xì)胞中下調(diào)。用于生物過程的基因集富集定義了在含 PLEC 的模塊中高度富集的途徑，其中包括內(nèi)皮細(xì)胞中的“血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體 2 信號(hào)傳導(dǎo)”和“內(nèi)皮發(fā)育”途徑（圖 4）。9C） 和許多與心肌細(xì)胞線粒體氧化代謝相關(guān)的途徑. 在巨噬細(xì)胞中，包含 C10Q 基因的模塊被富集用于“補(bǔ)體激活”和“突觸修剪”途徑等。

PLEC 和 C1Q 相互作用組富含心肌細(xì)胞、心臟血管內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞

為了深入了解蛋白質(zhì)的潛在功能作用，作者通過構(gòu)建跨人類心血管組織細(xì)胞類型的蛋白質(zhì)相互作用組，對(duì)共定位候選基因集進(jìn)行了細(xì)胞特異性蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用 （PPI） 分析。PLEC 相互作用組在與內(nèi)皮細(xì)胞中“核糖體小亞基組裝”相關(guān)的通路中上調(diào)（圖 D）。4D） 并在心肌細(xì)胞中的“SRP 依賴性共翻譯蛋白靶向膜”通路中上調(diào)。此外，含有 PLEC 和 NDUFS11 的相互作用組富含 HF，并在與內(nèi)皮細(xì)胞中“有氧電子傳遞鏈”相關(guān)的通路中上調(diào)（圖 3） 和心肌細(xì)胞中的“丙酮酸乙酰輔酶 A 生物合成過程”和“能量耦合質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)”。在巨噬細(xì)胞中，HF 中的 PLEC-NDUFS11 相互作用組富集用于“細(xì)胞色素 c 向氧的線粒體電子傳遞”，而 C3Q 相互作用組富集用于“細(xì)胞連接分解”.

PLEC 在腦星形膠質(zhì)細(xì)胞中差異表達(dá)，在 AD 中上調(diào)

作者還在死后人腦樣本中測(cè)試了共定位分析中不同細(xì)胞類型的 43 個(gè)基因的表達(dá)。PLEC 在星形膠質(zhì)細(xì)胞和 （程度較低） 神經(jīng)元中高表達(dá)。C1Q 基因主要在小膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)（圖5A， B） 的相對(duì)于非患病對(duì)照供體，AD 供體的星形膠質(zhì)細(xì)胞中 PLEC 顯著上調(diào) （log2FC = 1.01，P = 0.003）。C1Q 基因在小膠質(zhì)細(xì)胞中沒有顯著差異表達(dá)，但始終顯示 AD 的平均表達(dá)較低 （C1QA：log2FC = -0.46，P = 0.23 ;C1QB：對(duì)數(shù)2FC = ?0.5，P = 0.3;C1QC：對(duì)數(shù)2FC = 0.14，P = 0.9）。

作者使用 WGCNA 進(jìn)一步探索了這些基因和共表達(dá)基因的細(xì)胞特異性差異表達(dá)，WGCNA 在星形膠質(zhì)細(xì)胞中鑒定了 14 個(gè)基因共表達(dá)模塊，在小膠質(zhì)細(xì)胞中鑒定了 8 個(gè)基因共表達(dá)模塊。差異模塊特征基因分析顯示，含有 PLEC 的模塊在星形膠質(zhì)細(xì)胞中上調(diào)，含 C1Q 的模塊在小膠質(zhì)細(xì)胞中下調(diào)。用于生物過程的基因集富集確定了星形膠質(zhì)細(xì)胞中含 PLEC 模塊的 25 個(gè)相關(guān)通路，包括“神經(jīng)元投射形態(tài)發(fā)生”和“細(xì)胞外結(jié)構(gòu)組織”，以及小膠質(zhì)細(xì)胞中 C25Q 基因模塊的 1 個(gè)相關(guān)通路，包括“內(nèi)在凋亡信號(hào)的正調(diào)節(jié)”。

作者進(jìn)一步探討了 eQTL 和死后腦單核數(shù)據(jù)之間 C1Q 表達(dá)與小膠質(zhì)細(xì)胞中 β-淀粉樣蛋白病理負(fù)荷相關(guān)的不一致方向。對(duì)于大腦中 β-淀粉樣蛋白載量較低的受試者，作者觀察到 C1Q 的表達(dá)與 eQTL 一致增加，但 β-淀粉樣蛋白載量較高的受試者表現(xiàn)出表達(dá)降低.

PLEC、NDUFS3 和 C1Q 相互作用組在星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞中富集

對(duì)候選基因網(wǎng)絡(luò)的 PPI 分析強(qiáng)調(diào)，與對(duì)照組相比，PLEC-NDUFS3 相互作用組在 AD 病例的星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞中也富集。星形膠質(zhì)細(xì)胞中“有氧電子傳遞鏈”和“SRP 依賴性共翻譯蛋白靶向膜”通路的相關(guān)功能通路富集（圖在小膠質(zhì)細(xì)胞中，C5Q 相互作用組在“SRP 依賴性共翻譯蛋白靶向膜”通路中富集.

總結(jié)

作者進(jìn)一步研究了 AD 和 CV 性狀遺傳結(jié)構(gòu)的共性，并確定了影響多個(gè)性狀的潛在多效性位點(diǎn)，旨在定義治療調(diào)節(jié)的共同靶點(diǎn)。作者探討了廣泛的 CV 異常和兩個(gè)常見的主要危險(xiǎn)因素，動(dòng)脈粥樣硬化和血壓 （BP），這些因素被認(rèn)為是 CV 和 AD 的基礎(chǔ)，以研究可能將不同 CV 表現(xiàn)與 AD 聯(lián)系起來的不同分子途徑。作者對(duì) AD 和 CV 性狀進(jìn)行了大規(guī)模多性狀 GWAS 分析，然后進(jìn)行遺傳共定位分析，以突出候選多效性基因及其組織作用位點(diǎn)。為了進(jìn)一步表征與這兩種疾病有關(guān)的生物途徑，作者利用來自單細(xì)胞 RNA 序列的數(shù)據(jù)來探索大腦和 CV 組織中相關(guān)的基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用。