Concerted perturbation observed in a hub network in Alzheimer's disease

doi:10.1371/journal.pone.0040498

.2012;7（7）：e40498。

doi:10.1371/journal.pone.0040498。 Epub 2012年7月16日。

阿尔茨海默病中枢网络中观察到的协同扰动

梁大鹏¹, 韩广春, 冯雪梅, 孙继雅, 永段, 红星雷

附属公司

PMID： 22815752
PMCID公司：项目经理3398025
内政部： 10.1371/journal.pone.0040498

阿尔茨海默病中枢网络中观察到的协同扰动

梁大鹏等人。公共科学图书馆一号. 2012.

.2012;7（7）：e40498。

doi:10.1371/journal.pone.0040498。 Epub 2012年7月16日。

作者

梁大鹏¹, 韩广春, 冯雪梅, 孙继雅, 永段, 红星雷

附属

¹中国科学院北京基因组研究所，中国科学院基因组科学与信息中心重点实验室，北京。

PMID： 22815752
PMCID公司：下午C3398025
内政部： 10.1371/日志.pone.0040498

摘要

阿尔茨海默病（AD）是一种进行性神经退行性疾病，涉及整个基因组水平的基因表达改变。许多研究小组已经对AD的几个相关脑区进行了全基因组转录谱分析。然而，确定最关键的失调基因一直是一项挑战。在这项工作中，我们通过从扰动的子网络中衍生关键基因来解决这个问题。使用六个脑区的最新微阵列数据集，我们应用了一种带有模块化评分函数的最重诱导子图算法，以揭示每个脑区中显著受干扰的子网络。这些受干扰的子网络被发现彼此有显著重叠。此外，来自这些扰动子网络的中心基因形成了一个由136个基因组成的连接中心网络。AD与几种相关疾病的比较表明，中枢网络在AD中受到强烈而特异的干扰。此外，这些中枢基因的表达水平与AD严重程度指标之间的强相关性表明，该中枢网络可以部分反映AD的进展。更重要的是，该中枢网络反映了神经元通过各种调节适应AD-特异性微环境，包括神经元和突触活动的减少以及生存信号的改变。因此，它对AD生物标记物和网络医学的发展具有潜在的意义。

PubMed免责声明

利益冲突声明

竞争利益：提交人声明，不存在相互竞争的利益。

数字

**图1。大脑六个区域中受扰子网络的成对关联。**
对角线细胞（白色）显示特定大脑区域受干扰的子网络中的基因数量。表中的其他单元格对应于一对大脑区域扰动子网络之间重叠的计数（右上半）或显著性p值（左下半）。表格的颜色通过费希尔精确测试编码重叠的显著性（p值）。很明显，所有成对重叠都是显著的。

**图2。扰动子网络中丰富GO项的网络图。**
在每个脑区的扰动子网络中分别进行富集分析。只显示富集在至少四个脑区的GO项（节点）。边缘厚度表示由受扰子网络中的基因计算的连接节点（GO项）之间的重叠程度。具有类似功能的节点用红色圆圈括起来。Pos、Neg、Reg、Macro、met、org和MF分别代表阳性、阴性、调节、大分子、代谢、组织和分子功能。

**图3。六个脑区中枢基因表达变化的堆积条形图。**
每个单色条代表特定大脑区域中中心基因的–log10（p值）（在x轴上方绘制以表示上调，在x轴下方绘制以表示下调）。如果在某些脑区没有可靠地检测到中枢基因，则将表达变化的显著性指定为0，并且在相应的区域中不会显示颜色条。中枢基因是根据六个大脑区域的表达变化的聚合显著性排序的。

**图4。由六个大脑区域中确定的136个中枢基因组成的中枢网络的图形表示。**
基因以不同颜色的节点表示，这些节点代表功能类别，包括斑块或缠结的成分、与基于MMSE或NFT评分的AD进展的相关性、AD的遗传风险（ALZgene）和衰老相关基因。如果一个基因属于多个功能类，它将显示为饼图。

**图5。通过手动整合文献和KEGG路径，对枢纽网络中反映的适应策略进行机械说明（第1部分）。**
“健康”神经元通过减少神经元和突触活动对AD特异性微环境作出反应。神经元和突触活动的相关功能类别包括能量代谢、RNA剪接、RNA转运和翻译、细胞循环系统、细胞骨架（轴突转运）、突触前和突触后活动。轮毂基因用黑色表示。扰动子网络中密切相关的非中枢基因用蓝色表示。目标或底物在子网络中富集的转录因子和激酶用红色表示。手机功能用绿色表示。

**图6。通过手动整合文献和KEGG路径，对枢纽网络中反映的适应策略进行机械说明（第2部分）。**
“健康”神经元通过改变生存信号对AD-特异性微环境作出反应。生存信号的相关功能类别包括局部粘附信号、胰岛素和神经营养素信号、TGFB信号、凋亡（TNF-受体信号）、细胞周期重入以及与淀粉样蛋白和NFT形成相关的基因。轮毂基因用黑色表示。扰动子网络中密切相关的非中枢基因用蓝色表示。目标或底物在子网络中富集的转录因子和激酶用红色表示。（除了SP1和YY1，这些基因也是中枢基因）。手机功能用绿色表示。

请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

以RAC1为中心的网络的破坏与阿尔茨海默病病理学相关，并导致年龄依赖性神经退行性变。
菊池M、Sekiya M、原野N、宫城A、久野R、池沼T、饭岛KM、中谷A。 Kikuchi M等人。人类分子遗传学。2020年3月27日；29(5):817-833. doi:10.1093/hmg/ddz320。人类分子遗传学。2020 PMID：31942999 免费PMC文章。
与脑网络相关的阿尔茨海默病变型患者低代谢和淀粉样沉积的空间模式：一项前瞻性队列研究。
王毅、石Z、张恩、蔡L、李毅、杨浩、姚S、邢X、纪毅、高S。王毅等。分子成像生物学。2019年2月；21(1):140-148. doi:10.1007/s11307-018-1219-6。分子成像生物学。2019 PMID：29869063
从多个脑区构建阿尔茨海默病的共同和特殊意义子网络。
孔伟，牟X，张恩，曾伟，李斯，杨毅。 Kong W等人。生物识别研究国际2015；2015:394260. doi:10.1155/2015/394260。Epub 2015年3月19日。生物识别研究国际2015。 PMID：25866779 免费PMC文章。
阿尔茨海默病的结构网络。
里德·AT、埃文斯·AC。 Reid AT等人。欧洲神经心理药理学。2013年1月；23(1):63-77. doi:10.1016/j.euroneuro.2012.11.010。Epub 2013年1月5日。欧洲神经心理药理学。2013 PMID：23294972 审查。
从神经纤维缠结和老年斑的纤维病变中解开阿尔茨海默病。
森喜朗。森喜朗。神经病理学。2000年9月；20补充：S55-60。doi:10.1046/j.1440-1789.2000.00317.x。神经病理学。2000 PMID：11037189 审查。

查看所有类似文章

引用人

阿尔茨海默病的性别特异性分子网络和关键驱动因素。
郭L，曹J，侯J，李Y，黄M，朱L，张L，李Y，Duarte ML，Zhou X，王M，刘CC，Martens Y，赵M，Goate A，Bu G，Haroutunian V，蔡D，张B。郭磊等。摩尔神经变性剂。2023年6月20日；18(1):39. doi:10.1186/s13024-023-00624-5。摩尔神经变性剂。2023 PMID：37340466 免费PMC文章。
空间分辨转录组学揭示了与阿尔茨海默病中颞叶中回易损性相关的基因。
Chen S、Chang Y、Li L、Acosta D、Li Y、Guo Q、Wang C、Turkes E、Morrison C、Julian D、Hester ME、Scharre DW、Santiskulvong C、Song SX、Plummer JT、Serrano GE、Beach TG、Duff KE、Ma Q、Fu H。 Chen S等。神经病理学学报。2022年12月21日；10(1):188. doi:10.1186/s40478-022-01494-6。神经病理学学报。2022 PMID：36544231 免费PMC文章。
Arc调节可塑性、兴奋性和阿尔茨海默病基因的转录。
Leung HW、Foo G、VanDongen A。 Leung HW等。生物医学。2022年8月11日；10(8):1946. doi:10.3390/生物医学10081946。生物医学。2022 PMID：36009494 免费PMC文章。
抑制核心代谢酶二氢硫酰胺脱氢酶(数字图书馆)防止β淀粉样蛋白毒性秀丽线虫阿尔茨海默病模型。
Ahmad W，Ebert公关。 Ahmad W等人。基因疾病。2020年8月20日；8(6):849-866. doi:10.1016/j.gendis.2020.08.004。eCollection 2021年11月。基因疾病。2020 PMID：34522713 免费PMC文章。
NetMix：一种网络结构混合模型，用于减少变化子网络的偏差估计。
Reyna MA、Chitra U、Elyanow R、Raphael BJ。 Reyna MA等人。计算机生物学杂志。2021年5月；28(5):469-484. doi:10.1089/cmb.2020.0435。Epub 2021年1月5日。计算机生物学杂志。2021 PMID：33400606 免费PMC文章。

查看所有“引用者”文章

工具书类

1. 类淀粉样蛋白与阿尔茨海默病。蛋白质与细胞。2010;1:312–314.-项目管理咨询公司-公共医学
1. Lei H，Wu C，Wang Z，Duan Y.人β2-微球蛋白淀粉样七肽二聚体形成的分子动力学模拟和自由能分析：原纤维结构的含义。分子生物学杂志。2006;356:1049–1063.-公共医学
1. Klein WL、Krafft GA、Finch CE。针对小Abeta寡聚体：阿尔茨海默病难题的解决方案？《神经科学趋势》。2001;24:219–224.-公共医学
1. Chiti F，Dobson CM。蛋白质错误折叠，功能性淀粉样蛋白和人类疾病。Annu Rev生物化学。2006;75:333–366.-公共医学
1. Liang WS，Dunckley T，Beach TG，Grover A，Mastroeni D等。阿尔茨海默病不同影响脑区神经元基因表达的改变：参考数据集。生理基因组学。2008;33:240–256.-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型

行动
行动

MeSH术语

行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动

物质

行动

赠款和资金

LinkOut-更多资源

[1] 类淀粉样蛋白与阿尔茨海默病。蛋白质与细胞。2010;1:312–314.-项目管理咨询公司-公共医学

[2] 类淀粉样蛋白与阿尔茨海默病。蛋白质与细胞。2010;1:312–314.-项目管理咨询公司-公共医学

[3] Lei H，Wu C，Wang Z，Duan Y.人β2-微球蛋白淀粉样七肽二聚体形成的分子动力学模拟和自由能分析：原纤维结构的含义。分子生物学杂志。2006;356:1049–1063.-公共医学

[4] Lei H，Wu C，Wang Z，Duan Y.人β2-微球蛋白淀粉样七肽二聚体形成的分子动力学模拟和自由能分析：原纤维结构的含义。分子生物学杂志。2006;356:1049–1063.-公共医学

[5] Klein WL、Krafft GA、Finch CE。针对小Abeta寡聚体：阿尔茨海默病难题的解决方案？《神经科学趋势》。2001;24:219–224.-公共医学

[6] Klein WL、Krafft GA、Finch CE。针对小Abeta寡聚体：阿尔茨海默病难题的解决方案？《神经科学趋势》。2001;24:219–224.-公共医学

[7] Chiti F，Dobson CM。蛋白质错误折叠，功能性淀粉样蛋白和人类疾病。Annu Rev生物化学。2006;75:333–366.-公共医学

[8] Chiti F，Dobson CM。蛋白质错误折叠，功能性淀粉样蛋白和人类疾病。Annu Rev生物化学。2006;75:333–366.-公共医学

[9] Liang WS，Dunckley T，Beach TG，Grover A，Mastroeni D等。阿尔茨海默病不同影响脑区神经元基因表达的改变：参考数据集。生理基因组学。2008;33:240–256.-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Liang WS，Dunckley T，Beach TG，Grover A，Mastroeni D等。阿尔茨海默病不同影响脑区神经元基因表达的改变：参考数据集。生理基因组学。2008;33:240–256.-项目管理咨询公司-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

阿尔茨海默病中枢网络中观察到的协同扰动

附属

阿尔茨海默病中枢网络中观察到的协同扰动

作者

附属

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

医疗

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

相关信息

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

医疗