相信很多人在做完測(cè)序后會(huì)有如下的疑問(wèn)：我的一套組學(xué)數(shù)據(jù)只能發(fā)一篇文章？答案當(dāng)然不是，只要充分做好數(shù)據(jù)挖掘工作，通過(guò)轉(zhuǎn)換研究角度，不斷進(jìn)行發(fā)散延申，就能做到一花多果、一魚(yú)多吃，產(chǎn)出多篇文章！這樣的誘惑誰(shuí)能抵擋的??？接下來(lái)我們就一起來(lái)學(xué)習(xí)“別人家”的團(tuán)隊(duì)如何在一套全基因組重測(cè)序結(jié)果基礎(chǔ)上，做數(shù)據(jù)挖掘和下游工作的延展，在3年內(nèi)累計(jì)發(fā)表影響因子30+的高質(zhì)量文章！

2021年9月29日，陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院柴進(jìn)教授為通訊作者，在國(guó)際經(jīng)典醫(yī)學(xué)綜合期刊 EMBO Molecular Medicine(IF: 14.260)發(fā)表了題為“A homozygous R148W mutation in Semaphorin 7A causes progressive familial intrahepatic cholestasis”的研究論文。利用全基因組重測(cè)序（WGS）聯(lián)合生信技術(shù)對(duì)家族遺傳性肝內(nèi)膽汁淤積性肝?。≒FIC）患者及其家系成員進(jìn)行分析，在已知的 PIFC 基因內(nèi)均未檢測(cè)到突變，通過(guò)進(jìn)一步對(duì) WGS 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，首次發(fā)現(xiàn)并確診了由 SEMA7A純合子突變所導(dǎo)致的PFIC。研究通過(guò)構(gòu)建與SEMA7A純合子突變患者相似的Sema7a小鼠模型，發(fā)現(xiàn)Sema7a純合子突變的特征是血清ALT、AST和TBA水平升高，肝細(xì)胞顯著的水變性和脂肪變性。同時(shí)，Sema7a突變降低了肝臟Bsep和Mrp2的蛋白表達(dá)，導(dǎo)致肝內(nèi)膽汁淤積。

圖1 一個(gè)罕見(jiàn)的SEMA7A純合子R148W突變新病例

根據(jù)先前Sema7a突變小鼠的肝細(xì)胞脂肪變性特征，研究人員推測(cè)SEMA7A突變可能導(dǎo)致了脂質(zhì)代謝紊亂和非酒精性脂肪肝（NAFLD）的發(fā)育。沿著這一線索，隨后2022年8月8日，在JCI Insight(IF: 9.484) 發(fā)表了題為“SEMA7A mutation promotes lipid accumulation and NAFLD progression via increased localization on the hepatocyte surface”的研究論文，表明SEMA7A突變是NAFLD的一個(gè)新的遺傳決定因素，并揭示了SEMA7A突變?cè)贜AFLD發(fā)展中的分子機(jī)制。

該文章通過(guò)對(duì)470例NAFLD患者進(jìn)行了SEMA7A外顯子測(cè)序，鑒定了17例具有SEMA7A雜合子突變的患者，且SEMA7A雜合子突變與NAFLD嚴(yán)重程度的增加相關(guān)。通過(guò)靶向代謝、定量脂質(zhì)以及蛋白組學(xué)分析，Sema7a突變通過(guò)增強(qiáng)PKC-α的磷酸化，從而刺激小鼠肝臟中脂肪酸（FA）和甘油三酯（TG）的合成和FA的攝取，這些物質(zhì)增加了肝臟中小脂滴的積累，導(dǎo)致了NAFLD的發(fā)生和發(fā)展。

圖2 SEMA7A突變導(dǎo)致肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)積累的潛在機(jī)制

前期研究發(fā)現(xiàn)了SEMA7A在膽汁淤積癥和脂肪肝疾病的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用，炎癥反應(yīng)恰恰是參與這兩類(lèi)疾病的重要免疫反應(yīng)。因此2023年年初，柴進(jìn)教授團(tuán)隊(duì)繼續(xù)挖掘SEMA7AR148W突變?cè)诟闻K炎癥中的分子機(jī)制，在Cell Communication and Signaling(IF: 7.525)發(fā)表了題為“Semaphorin 7A interacts with nuclear factor NF-kappa-B p105 via integrin β1 and mediates inflammation”的研究論文，發(fā)現(xiàn)SEMA7A突變可通過(guò)NF-κB p50/p65通路在炎癥中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

在SEMA7A突變和SEMA7A高表達(dá)模型中，SEMA7A通過(guò)整合素β1和NF-κB p105相互作用，促進(jìn)p50的生成和NF-κB p65信號(hào)通路的激活。被激活的NF-κB p50/p65信號(hào)通路可刺激TNF-α和IL-1β的合成和分泌，導(dǎo)致肝臟炎癥的過(guò)度積累。此外，肝細(xì)胞癌（HCC）患者和HCC小鼠模型中均發(fā)現(xiàn)SEMA7A表達(dá)水平的升高，這也表明SEMA7A具有廣泛的臨床意義，可能成為炎癥和腫瘤發(fā)生的治療靶點(diǎn)。

圖3 SEMA7A在肝細(xì)胞中的潛在炎癥機(jī)制

總的來(lái)說(shuō)，整個(gè)研究的開(kāi)端是從PFIC家系中，通過(guò)WGS分析挖掘到一個(gè)新的遺傳位點(diǎn)，針對(duì)挖掘到的純合子突變結(jié)合模型實(shí)驗(yàn)，闡明PFIC的發(fā)病機(jī)制和治療方案。隨后，根據(jù)之前實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的表型特征，推測(cè)該突變可能與另一肝內(nèi)疾病NAFLD相關(guān)，通過(guò)相應(yīng)的高通量手段揭示了其在NAFLD發(fā)展中的分子機(jī)制。最后，總結(jié)前兩個(gè)疾病的共同特征找到新的研究方向，證明該突變發(fā)現(xiàn)的廣泛臨床意義。

抓住一個(gè)組學(xué)發(fā)現(xiàn)的結(jié)果，通過(guò)變換研究角度，深挖下游機(jī)制，你也可以“三年抱三”，大喊真香！如此利用一套組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)而開(kāi)展系列研究，你學(xué)會(huì)了嗎？