關于非腫瘤生信趴久，我們也解讀過很多丸相，主要有以下類型
1 單個疾病WGCNA+PPI分析篩選hub基因。
2 單個疾病結合免疫浸潤彼棍，熱點基因集灭忠，機器學習算法等膳算。
3 兩種相關疾病聯合分析，包括非腫瘤結合非腫瘤弛作，非腫瘤結合腫瘤或者非腫瘤結合泛癌分析
4 基于分型的非腫瘤生信分析
5 單細胞結合普通轉錄組生信分析
目前非腫瘤生信發(fā)文的門檻較低涕蜂，歡迎！
研究背景：
骨關節(jié)炎(OA)是一種退行性相關關節(jié)炎映琳，其特征為關節(jié)軟骨破壞机隙、骨贅形成、滑膜炎和軟骨下骨硬化刊头。骨性關節(jié)炎的患病率隨著人類預期壽命的延長而增加黍瞧。到2030年，骨性關節(jié)炎預計將成為65歲以上人群疼痛原杂、殘疾和運動障礙的主要原因印颤。滑膜炎被認為是活動能力受損穿肄、骨髓病變和關節(jié)疼痛的主要原因之年局。滑膜炎發(fā)生于OA的任何階段咸产，其發(fā)病率隨著OA的進展而增加矢否。骨性關節(jié)炎患者脂代謝異常已引起越來越多的關注。此前脑溢，有報道稱健康人與OA患者滑液中脂質代謝物存在明顯的異質性僵朗。花生四烯酸(AA)是最關鍵的脂質代謝產物之一屑彻，在OA滑液中降低验庙。花生四烯酸(AA)代謝障礙導致OA滑膜炎社牲。然而粪薛，滑膜AA代謝通路(AMP)相關基因對OA的影響尚不清楚。
流程圖：
花生四烯酸代謝相關基因在骨關節(jié)炎診斷和滑膜免疫中的綜合分析流程圖
研究結果
一搏恤、OA中AMP基因上調
1违寿、在去除三個OA滑膜相關數據集(GSE12021, GSE29746, GSE55235)之間的批處理效應后得到了一個包含30個OA和30個CT基因表達譜樣本的集成數據庫。OA滑膜組織中AMP相關基因表達水平明顯上調(p=0.031)(圖2A)熟空。
2藤巢、圖2B顯示OA滑膜中7個AMP相關基因上調，6個AMP相關基因下調痛阻。
3菌瘪、OA組和CT組AMP基因表達呈現明顯的異質性(圖2C)。
二、AMP 5個樞紐基因的鑒定
1俏扩、為了進一步探討AMP基因在OA滑膜中的重要性糜工，使用隨機森林分析和SVM-RFE算法對AMP相關基因的重要性進行排序。兩種探測方法得到的前10個基因的交集被確定為AMP的指定樞紐基因(圖3A)录淡。
2捌木、基于單變量logistic回歸結果，將這些指定的樞紐基因納入nomogram(圖3B)構建和ROC(圖3C)分析嫉戚，以探索其作為OA患者診斷標志物的潛力刨裆。
3、ROC (AUC=0.979)彬檀、校準(圖3D)和DCA分析(圖3E)的結果表明帆啃，nomogram模型具有較強的預測能力和臨床有效性。
4窍帝、nomogram模型比單個指定基因顯示出更大的診斷價值(圖3E)努潘。
5、使用一個外部驗證數據集(GSE55457)來驗證OA組和CT組之間7個樞紐基因的差異表達坤学。
6疯坤、如圖3所示，7個被提名hub基因的表達趨勢中深浮，有5個表達與訓練隊列中的表達趨勢一致压怠，ITC4、PTGS2飞苇、MAPKAPK2菌瘫、CBR1、PTGS1在圖4中布卡。
三突梦、骨性關節(jié)炎滑膜中與IME相關的hub基因的表達
1、如圖5所示羽利，MAPKAPK2的表達與22種免疫細胞浸潤中的5種、24種炎癥因子中的8種顯著相關刊懈，與髓系樹突狀細胞豐度呈負相關这弧。
四、年齡虚汛、性別匾浪、免疫特征在三組間的比較
1、基于5個樞紐基因的表達卷哩，使用共識聚類分析將OA患者分為3個聚類(圖6A)蛋辈。
2、在三個聚類中觀察到5個樞紐基因表達的顯著異質性(圖6B)。
3冷溶、與聚類1和聚類3相比渐白，聚類2中老年OA患者更多(圖6C)。
4逞频、5個樞紐基因在所有聚類中均表現出較強的OA預測能(圖6D)纯衍。
5、性別在三個組中沒有差異(圖6E)苗胀。
6襟诸、MAPKAPK2、PTGS2基协、IL-6歌亲、內皮細胞表達上調，PTGS1澜驮、CRB1陷揪、TNF、CSF2泉唁、單核細胞和B細胞在聚類2中下調(圖7A-C)鹅龄。
五、共表達網絡的建立
1亭畜、基于最優(yōu)動態(tài)樹切割和層次聚類扮休，以3個亞型為特征，篩選出所有具有統計學意義的共表達模塊(圖8A, B)拴鸵。
2玷坠、選取與各聚類相關度最高的WGCNA模塊進行GO/KEGG富集分析。發(fā)現簇1與TNF信號通路負相關(圖8C)劲藐，簇2與活性氧(ROC)代謝過程正相關(圖8D)八堡，簇3主要與含膠原蛋白的細胞外基質相關(圖8E)。
六聘芜、單細胞分析再次表明AA代謝與OA滑膜免疫相互作用
1兄渺、從GSE152815數據集中獲得兩個OA樣本的2485個細胞的基因表達譜。
2汰现、如圖9A和圖9B所示挂谍，測序對檢測到的基因數量、所選數據的歸一化進行分析瞎饲。
3口叙、選擇前2000個高變異基因進行進一步分析(圖9B)。
4嗅战、使用“RunPCA”函數降維妄田，識別出9個聚類(圖9C, D)。
5、每個聚類的前10個標記基因疟呐，每個聚類的前5個標記基因見熱圖(圖9E)脚曾。
6、使用“Single R”對功能或細胞注釋萨醒，5種細胞類型(成纖維細胞斟珊、巨噬細胞、B細胞富纸、DC和T細胞)被注釋并顯示(圖9F)囤踩。
7、圖10A顯示了AMP hub基因在不同細胞類型中的分布和表達與其他免疫細胞類型相比晓褪，hub基因在巨噬細胞中表達較高堵漱。
8、AA代謝在OA細胞中的評分采用AUCell分析涣仿，其中以纖維母細胞評分最高勤庐，其次為巨噬細胞和B細胞(圖10B, C)。
9好港、AHscore在OA細胞中的分布和水平與AA代謝相似愉镰，評分范圍從纖維母細胞、巨噬細胞钧汹、B細胞丈探、DC到T細胞。(圖10D, E)拔莱。
10碗降、對得分高組和低組的DEG進行GSEA富集分析。在巨噬細胞簇中塘秦，標志性的炎癥相關通路如凋亡讼渊、炎癥反應和TGF_BETA_SIGNALING顯著上調(圖10F)。
11尊剔、AHscore高組和低組之間的DEGs在AA代謝和免疫相關通路中高度富集爪幻，如AA代謝、細胞因子受體相互作用须误、產生IGA的腸道免疫網絡和MAPK信號通路(圖10G, H)笔咽。
總結：
在本文中應用bulk RNA-seq和scRNA-seq數據進行整合分析，發(fā)現所識別的樞紐基因與OA滑膜的IME密切相關霹期。OA滑膜中AMP相關基因表達上調，并鑒定出7個樞紐基因(ltc4拯田、PTGS2历造、PTGS1、MAPKAPK2、CBR1吭产、PTGDS和CYP2U1)侣监。結合已鑒定的hub基因的診斷模型對OA診斷具有較好的臨床有效性(AUC=0.979)。此外臣淤，還發(fā)現hub基因表達橄霉、免疫細胞內侵和炎癥細胞因子水平之間存在顯著相關性∫亟基于scRNA測序數據姓蜂，我們發(fā)現hub基因在巨噬細胞和B細胞中表達相對高于其他免疫細胞。此外医吊，巨噬細胞中炎癥相關通路顯著富集钱慢。這些結果表明AMP相關基因與OA滑膜信息的改變密切相關。樞紐基因的轉錄水平可作為骨性關節(jié)炎的潛在診斷標志卿堂。
