影響因子：7.3

研究概述：皮肌炎（DM）是一種自身免疫性炎癥性疾病沼本，可影響肺部噩峦，導(dǎo)致間質(zhì)性肺病（ILD）抽兆。然而识补，DM-ILD的確切病理生理機(jī)制尚不清楚。特發(fā)性肺纖維化（IPF）屬于范圍更廣的ILD辫红，有證據(jù)顯示IPF和DM-ILD之間可能存在共同的病理途徑凭涂。作者從GEO數(shù)據(jù)庫中檢索了DM和IPF的基因表達(dá)譜，并利用加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析（WGCNA）揭示了它們的共表達(dá)模塊贴妻。然后切油，作者進(jìn)行了差異分析以確定共同的DEGs，并用富集分析來揭示隱藏的生物通路名惩。此外白翻，作者還進(jìn)行了PPI網(wǎng)絡(luò)分析和聚類分析，成功找到了樞紐基因，并在DM-ILD患者中進(jìn)一步驗證了這些基因的表達(dá)水平滤馍。隨后作者還研究了DM和IPF中樞紐基因與免疫細(xì)胞豐度之間的關(guān)系岛琼。最后，作者通過NetworkAnalyst進(jìn)行了常見轉(zhuǎn)錄因子（TFs）-基因網(wǎng)絡(luò)分析巢株。

關(guān)于非腫瘤生信槐瑞，我們也解讀過很多，主要有以下類型
1 單個疾病WGCNA+PPI分析篩選hub基因
2 單個疾病結(jié)合免疫浸潤阁苞，熱點(diǎn)基因集困檩，機(jī)器學(xué)習(xí)算法等
3 兩種相關(guān)疾病聯(lián)合分析，包括非腫瘤結(jié)合非腫瘤那槽，非腫瘤結(jié)合腫瘤或者非腫瘤結(jié)合泛癌分析
4 基于分型的非腫瘤生信分析
5 單細(xì)胞結(jié)合普通轉(zhuǎn)錄組生信分析

目前非腫瘤生信發(fā)文的門檻較低悼沿，有需要的朋友歡迎交流

研究流程如下：

研究結(jié)果：

通過WGCNA識別DM和IPF中的關(guān)鍵基因

在GSE143323數(shù)據(jù)集中，通過WGCNA篩選出7個不同顏色的模塊骚灸。隨后糟趾，利用相關(guān)性分析評估了每種疾病與模塊之間的關(guān)系（圖2A、C）甚牲，發(fā)現(xiàn)模塊"MEcyan"與DM的相關(guān)性最強(qiáng)义郑，因此被指定為DM相關(guān)模塊。同樣丈钙，在GSE150910數(shù)據(jù)集中非驮，通過WGCNA獲得了11個模塊。其中雏赦，"Meyellowgreen"和"Meorangered4"這兩個模塊分別與IPF呈最高的正相關(guān)和負(fù)相關(guān)（圖2B劫笙、D）。為確保與GSE143323保持一致星岗，包含731個基因的"Meyellowgreen"模塊被指定為IPF相關(guān)模塊（圖2D）填大。通過交叉與DM（Mecyan）和IPF（Meyellowgreen）正相關(guān)的基因模塊，共篩選出258個共同基因（圖2E）伍茄。接下來栋盹，使用STRING方法構(gòu)建了這些基因的PPI網(wǎng)絡(luò)施逾，得到了一個包含184個節(jié)點(diǎn)和810個鏈接的網(wǎng)絡(luò)（圖2F）敷矫。隨后，利用MCODE插件提取了一個緊密相連的基因簇模塊（圖2G）汉额。為了探索這些基因可能具有的生物學(xué)功能曹仗，作者進(jìn)行了GO富集分析，發(fā)現(xiàn)這些基因主要與ECM和結(jié)構(gòu)蠕搜、細(xì)胞-基質(zhì)粘附以及膠原代謝有關(guān)（圖2H）怎茫。此外，根據(jù)KEGG分析，這組基因在磷酸肌醇-3-激酶-蛋白激酶B/Akt（PI3K-Akt）信號通路轨蛤、ECM-受體相互作用和病灶粘附方面表現(xiàn)出很強(qiáng)的富集性（圖2I）蜜宪。

DM和IPF中的DEGs鑒定

隨后，作者進(jìn)一步對GSE128470和GSE134692數(shù)據(jù)集進(jìn)行了DEG分析祥山。在GSE128470數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)了463個DEGs（322個上調(diào)基因和141個下調(diào)基因）圃验，而在GSE134692數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)了2109個DEGs（1397個上調(diào)基因和712個下調(diào)基因）。熱圖和火山圖被用來直觀顯示這些DEGs（圖3A-D）缝呕。維恩圖顯示澳窑，兩個數(shù)據(jù)集共有66個基因（36個基因共同上調(diào)，6個基因共同下調(diào)供常，26個基因表達(dá)不一致）（圖3E）摊聋。作者還構(gòu)建了這些基因的PPI網(wǎng)絡(luò)，得出45個節(jié)點(diǎn)和111個鏈接（圖3F）栈暇。隨后麻裁，使用MCODE插件提取了一個11節(jié)點(diǎn)和35鏈接的聚類（圖3G）。對這些DEGs進(jìn)行了類似的GO或KEGG富集瞻鹏。GO分析顯示悲立，這四個基因主要與中性粒細(xì)胞/粒細(xì)胞遷移、中性粒細(xì)胞和粒細(xì)胞趨化有關(guān)（圖3H）新博。KEGG分析表明薪夕，它們在病灶粘附、趨化因子信號通路和ECM-受體相互作用中明顯富集（圖3I）赫悄。

樞紐基因的選擇和驗證

用Cytoscape插件cytoHubba（24）進(jìn)行PPI網(wǎng)絡(luò)分析原献，確定了共有的樞紐基因。通過使用MCC算法埂淮，前30個基因被確認(rèn)為潛在的中心基因姑隅。將WGCNA和DEG數(shù)據(jù)集中的前30個基因交叉后，確定了四個樞紐基因（POSTN倔撞、THBS2讲仰、COL6A1和LOXL1）（圖4）。這些基因的表達(dá)水平隨后在四個數(shù)據(jù)集中得到了驗證痪蝇。值得注意的是鄙陡，與對照組相比，所有基因在DM和IPF中的表達(dá)均有所升高（圖5A）躏啰。這四個基因在DM和IPF中都表現(xiàn)出了很高的診斷價值趁矾，尤其是POSTN和THBS2，兩者的曲線下面積（AUC）值都超過了0.8（圖5B）给僵。進(jìn)一步量化這四個基因的mRNA豐度發(fā)現(xiàn)毫捣，它們在DM-ILD患者的全血中都有活躍的轉(zhuǎn)錄（圖6）。

DM和IPF免疫浸潤微環(huán)境的比較

為了探索DM和IPF的共同致病機(jī)制和免疫微環(huán)境，作者應(yīng)用ssGSEA算法全面評估了兩種疾病的免疫細(xì)胞浸潤程度蔓同。出乎意料的是饶辙，結(jié)果與最初的假設(shè)相左，DM和IPF的免疫細(xì)胞浸潤模式明顯不同斑粱。如圖7A所示畸悬，各種免疫細(xì)胞類型在DM中都表現(xiàn)出明顯的活化，包括B細(xì)胞珊佣、T細(xì)胞蹋宦、樹突狀細(xì)胞(DC)、巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(NK)咒锻。與此相反冷冗，IPF的免疫細(xì)胞活化受到限制，這表現(xiàn)在顯著活化的免疫細(xì)胞數(shù)量有限惑艇，包括活化的B細(xì)胞蒿辙、效應(yīng)記憶CD8T細(xì)胞、髓源抑制細(xì)胞(MDSC)滨巴、單核細(xì)胞思灌、自然殺傷T細(xì)胞、T濾泡輔助細(xì)胞和17型T輔助細(xì)胞（圖7B）恭取。此外泰偿，所有確定的中樞基因都與DM中免疫細(xì)胞的豐度呈正相關(guān)（圖7C），而除了活化B細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞外蜈垮，這四個基因與IPF中大多數(shù)免疫細(xì)胞類型之間的統(tǒng)計相關(guān)性并不顯著（圖7D）耗跛。

預(yù)測TF

為了預(yù)測與四個樞紐基因相互作用的TF，作者使用了NetworkAnalyst攒发，并用Cytoscape可視化了由此產(chǎn)生的TF基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)调塌。如圖8所示，MYC與所有四個中心基因都有相互作用惠猿，這表明它們的表達(dá)可能受到調(diào)控羔砾。

研究總結(jié)：

作者將DM與IPF兩種疾病聯(lián)合分析，從共性出發(fā)偶妖，利用WGCNA和差異分析以及Cytoscape鑒定出4個關(guān)鍵基因姜凄。隨后，ssGSEA揭示了DM和IPF的不同的免疫浸潤模式餐屎。在DM中檀葛，這四個基因都與免疫細(xì)胞的豐度呈正相關(guān)玩祟，而在IPF中則不然腹缩。最后，作者確定了一個可能的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子MYC，它與所有四個樞紐基因都有相互作用藏鹊。這為了解這些疾病的復(fù)雜機(jī)制提供了寶貴的信息润讥，并為診斷和治療干預(yù)提供了潛在靶點(diǎn)。