一.研究背景
眾所周知，懷孕前的母親體重指數（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帶來這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
分子生物學的最新進展表明，胎盤是胎兒環境的主要調節者。胎盤在營養和廢物轉移，內分泌，免疫保護和異種生物排毒中起關鍵作用。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婦體重對人類胎盤轉錄組的全基因組影響。評估與胎兒生長有關的胎盤轉錄組譜的研究大多集中在子宮內生長受限，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系起來的基因組規模研究卻很少。先前的大多數研究都使用單變量差異表達分析方法，通常將有限數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基因共表達網絡分析（WGCNA）來進行胎兒生長有關的胎盤轉錄組譜的研究，從而提供對生物學過程潛在分子機制的系統理解。
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。從醫院的病歷中檢索有關胎齡，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小時內收集胎盤組織并從胎兒側在距臍帶約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的數量和純度以及完整性。
3）微陣列制備，雜交和預處理：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軟件內部開發的質量控制對原始數據進行如下預處理：局部背景校正，log2轉換和使用arrayQC的分位數歸一化。進一步的預處理包括通過K近鄰法進行補缺失值。通過使用經驗貝葉斯方法（ComBat）對批次效應進行校正。最終保留了14040個基因用于進一步分析。數據可通過?GEO獲得，登錄號為GSE128381。
4）統計學分析：首先，作者使用單變量模型評估了轉錄水平與母親孕前BMI和出生體重的關聯。然后在R中使用WGCNA軟件包）構建了一個基因共表達網絡。并在網絡中識別剛興趣的模塊即母親BMI與出生體重變量顯著相關的模塊并通過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：在評估轉錄水平與母親孕前體重指數或出生體重之間關系的模型中，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和出生體重的未調整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聯而上調，有26個基因與兩個變量相關聯而下調。
2.? 加權基因共表達網絡分析：加權基因共表達網絡分析確定了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-特征關聯的熱圖。
3.? GO和通路富集分析：在暗灰色，深紅色和灰色模塊中，作者分別發現了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并通過樹形圖總結了結果（圖2）。
深灰色模塊中的五個非冗余GO生物學過程是對真菌的響應，細胞殺傷，其他生物的形態或生理改變，骨髓細胞分化以及對無機物的響應，但未發現豐富的KEGG途徑。暗紅色模塊中的大多數生物學過程與器官和組織發育有關，其中血管形態發生是最顯著富集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（六個通路），內分泌系統（四個通路），癌癥（三個通路）和環境適應性（兩個通路）（圖3）。
4.? 模塊內hub基因：作者根據以下標準選擇目標模塊的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（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聯。結果顯示相關系數僅發生了很小的變化，并且hub基因的關聯大多保持顯著性。
6.? 調解分析：最后，作者測試了確定的模塊和基因是否介導了孕前BMI與新生兒出生體重之間的關聯。結果顯示盡管ME的間接介導作用不顯著，但深紅色和gray60模塊的許多中樞基因均顯示出一定的介導證據。對于來自暗紅色模塊的中樞基因，介導的比例（間接效應/總效應）范圍為8.7％至20.2％，對于來自Gray60模塊的中樞基因的介導比例為10.3％至17.0％。對以下五個基因觀察到顯著（P <0.05）介導：FZD4，COL15A1，GPR124，COL6A1和COL1A1
四.結論
作者通過應用WGCNA，確定了與孕婦孕前BMI和新生兒體重相關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基因是否介導了孕前BMI與新生兒體重之間的關聯。這可能為母體和后代代謝健康之間的分子聯系提供新的認識。
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