一.研究背景
眾所周知，懷孕前的母親體重指數(shù)（BMI）會影響胎兒的生長和新生兒的后代健康，但其中涉及的分子機制仍然未知。那么今天小編為大家?guī)磉@篇文章就解釋了二者的分子機制，
該文章于今年4月29日發(fā)表在Frontiers in Genetics雜志上的一篇文章，影響因子為4.151
分子生物學(xué)的最新進展表明，胎盤是胎兒環(huán)境的主要調(diào)節(jié)者。胎盤在營養(yǎng)和廢物轉(zhuǎn)移，內(nèi)分泌，免疫保護和異種生物排毒中起關(guān)鍵作用。盡管胎盤在胎兒生長中起著核心作用，但只有有限的研究評估了產(chǎn)婦體重對人類胎盤轉(zhuǎn)錄組的全基因組影響。評估與胎兒生長有關(guān)的胎盤轉(zhuǎn)錄組譜的研究大多集中在子宮內(nèi)生長受限，通常在先兆子癇的背景下進行，而將胎盤基因表達與胎兒過度生長聯(lián)系起來的基因組規(guī)模研究卻很少。先前的大多數(shù)研究都使用單變量差異表達分析方法，通常將有限數(shù)量的不良表型與正常表型進行比較。今天介紹的文獻是通過加權(quán)基因共表達網(wǎng)絡(luò)分析（WGCNA）來進行胎兒生長有關(guān)的胎盤轉(zhuǎn)錄組譜的研究，從而提供對生物學(xué)過程潛在分子機制的系統(tǒng)理解。
二.方法和材料
1）樣本：該研究納入了2014年1月至2017年4月期間招募的183對母嬰新生兒的子樣本。從醫(yī)院的病歷中檢索有關(guān)胎齡，出生體重，孕前孕婦體重，身高和分娩前體重等變量的信息。孕前BMI的計算方式為：體重（公斤）除以身高（米），分為四組：體重不足，正常體重，超重和肥胖。
2）樣本收集和RNA分離：分娩后1小時內(nèi)收集胎盤組織并從胎兒側(cè)在距臍帶約4 cm處收集活檢樣本。使用miRNeasy mini試劑盒從胎盤組織活檢中提取總RNA。然后評估了RNA的數(shù)量和純度以及完整性。
3）微陣列制備，雜交和預(yù)處理：按照Agilent one-color Quick-Amp labeling protocol，使用0.2 μg總RNA合成cyanine-3-labeled的cRNA，并與Agilent Whole Human Genome 8 × 60 K微陣列進行雜交。使用R軟件內(nèi)部開發(fā)的質(zhì)量控制對原始數(shù)據(jù)進行如下預(yù)處理：局部背景校正，log2轉(zhuǎn)換和使用arrayQC的分位數(shù)歸一化。進一步的預(yù)處理包括通過K近鄰法進行補缺失值。通過使用經(jīng)驗貝葉斯方法（ComBat）對批次效應(yīng)進行校正。最終保留了14040個基因用于進一步分析。數(shù)據(jù)可通過 GEO獲得，登錄號為GSE128381。
4）統(tǒng)計學(xué)分析：首先，作者使用單變量模型評估了轉(zhuǎn)錄水平與母親孕前BMI和出生體重的關(guān)聯(lián)。然后在R中使用WGCNA軟件包）構(gòu)建了一個基因共表達網(wǎng)絡(luò)。并在網(wǎng)絡(luò)中識別剛興趣的模塊即母親BMI與出生體重變量顯著相關(guān)的模塊并通過GO和通路的富集分析。最后在感興趣的模塊中識別hub基因。
三.結(jié)果展示
表1提供了我們研究人群的一般特征（n = 183）
1. ?單變量模型：在評估轉(zhuǎn)錄水平與母親孕前體重指數(shù)或出生體重之間關(guān)系的模型中，14040個基因中沒有一個在Benjamini–Hochberg矯正中保留下來。832個和745個基因的母體體重指數(shù)和出生體重的未調(diào)整P值分別小于0.05，重疊101個基因。對于所有重疊的基因，其中有75個基因與兩個變量相關(guān)聯(lián)而上調(diào)，有26個基因與兩個變量相關(guān)聯(lián)而下調(diào)。
2. ?加權(quán)基因共表達網(wǎng)絡(luò)分析：加權(quán)基因共表達網(wǎng)絡(luò)分析確定了17個共表達的基因模塊。由不屬于任何模塊的基因組成的灰色模塊包含9個基因。其他模塊的大小范圍從48到5298個基因。圖1顯示了模塊-特征關(guān)聯(lián)的熱圖。
3. ?GO和通路富集分析：在暗灰色，深紅色和灰色模塊中，作者分別發(fā)現(xiàn)了7、110和56個富集的GO生物過程和0、22和7個富集的KEGG通路。使用REVIGO刪除了冗余的GO terms并通過樹形圖總結(jié)了結(jié)果（圖2）。
深灰色模塊中的五個非冗余GO生物學(xué)過程是對真菌的響應(yīng)，細胞殺傷，其他生物的形態(tài)或生理改變，骨髓細胞分化以及對無機物的響應(yīng)，但未發(fā)現(xiàn)豐富的KEGG途徑。暗紅色模塊中的大多數(shù)生物學(xué)過程與器官和組織發(fā)育有關(guān)，其中血管形態(tài)發(fā)生是最顯著富集GO term。 KEGG通路最富集的是血管平滑肌收縮，其他通路涉及信號傳導(dǎo)（六個通路），內(nèi)分泌系統(tǒng)（四個通路），癌癥（三個通路）和環(huán)境適應(yīng)性（兩個通路）（圖3）。
4. ?模塊內(nèi)hub基因：作者根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)選擇目標(biāo)模塊的Hub基因：| MM | ≥0.8且與至少一個孕婦BMI變量和至少一個出生體重變量顯著相關(guān)（P <0.05）（表2）。
5. ?靈敏度分析：從分析中排除非歐洲新生兒，妊娠糖尿病母親和妊娠高血壓母親后，評估了感興趣的性狀與MEs或中樞基因之間的關(guān)聯(lián)。結(jié)果顯示相關(guān)系數(shù)僅發(fā)生了很小的變化，并且hub基因的關(guān)聯(lián)大多保持顯著性。
6. ?調(diào)解分析：最后，作者測試了確定的模塊和基因是否介導(dǎo)了孕前BMI與新生兒出生體重之間的關(guān)聯(lián)。結(jié)果顯示盡管ME的間接介導(dǎo)作用不顯著，但深紅色和gray60模塊的許多中樞基因均顯示出一定的介導(dǎo)證據(jù)。對于來自暗紅色模塊的中樞基因，介導(dǎo)的比例（間接效應(yīng)/總效應(yīng)）范圍為8.7％至20.2％，對于來自Gray60模塊的中樞基因的介導(dǎo)比例為10.3％至17.0％。對以下五個基因觀察到顯著（P <0.05）介導(dǎo)：FZD4，COL15A1，GPR124，COL6A1和COL1A1
四.結(jié)論
作者通過應(yīng)用WGCNA，確定了與孕婦孕前BMI和新生兒體重相關(guān)的胎盤共表達基因模塊和樞紐基因，并且研究了這些模塊和hub基因是否介導(dǎo)了孕前BMI與新生兒體重之間的關(guān)聯(lián)。這可能為母體和后代代謝健康之間的分子聯(lián)系提供新的認(rèn)識。
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