影響因子：8.7
關(guān)于非腫瘤生信，我們也解讀過很多挺尾，主要有以下類型
1 單個疾病分析
2 單個疾病結(jié)合免疫浸潤鹅搪，鐵死亡，自噬等相關(guān)分析
3 兩種相關(guān)疾病聯(lián)合分析遭铺，包括非腫瘤結(jié)合非腫瘤丽柿，非腫瘤結(jié)合腫瘤或者非腫瘤結(jié)合泛癌分析
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研究概述
骨關(guān)節(jié)炎（OA）是一種對老年人影響較大的退行性關(guān)節(jié)疾病魂挂，以關(guān)節(jié)軟骨的退變、變性為典型表現(xiàn)，常引起關(guān)節(jié)軟骨丟失及軟骨下骨改變，患病率隨著年齡的增長而上升秋泳。目前其病因及發(fā)病機(jī)制仍不十分清楚辅肾。
在這項研究中轮锥，作者使用生物信息學(xué)方法識別了與OA免疫相關(guān)的生物標(biāo)志物矫钓，確定了兩種不同的分子亞型（ClusterA和ClusterB）赵辕，并對不同分子亞型的預(yù)后私杜、免疫浸潤和功能途徑進(jìn)行了分析÷脸埽總之泡态，本研究對于OA免疫微環(huán)境的早期診斷惊科、治療和預(yù)后具有重要的臨床意義。
流程圖
研究結(jié)果
一宿接、識別OA免疫相關(guān)差異表達(dá)基因
1梢卸、從GEO數(shù)據(jù)庫下載微陣列數(shù)據(jù)集戴陡，通過主成分分析（PCA）處理后，篩選得到69個OA樣本和34個對照樣本（下圖）春宣。
2酵颁、通過差異表達(dá)分析確定OA樣本和對照樣本之間的差異基因（DEGs），其中83個基因表達(dá)上調(diào)月帝，22個基因表達(dá)下調(diào)（下圖A-B）躏惋。通過交叉DEGs和免疫基因識別差異表達(dá)的免疫基因（下圖C）。這些交叉點產(chǎn)生了28個Imm-DEG（下圖D）嚷辅，其中26個基因表達(dá)上調(diào)（下圖E）簿姨，2個基因表達(dá)下調(diào)（下圖F）。
3簸搞、繪制OA樣本和對照樣本中Imm-DEGs表達(dá)差異的熱圖（下圖A）扁位。結(jié)果顯示，大多數(shù)基因在OA樣本中的表達(dá)水平高于正常樣本（下圖C）趁俊。
二域仇、構(gòu)建風(fēng)險預(yù)后特征
1、利用LASSO回歸從28個Imm-DEG中識別出16個對OA有較大影響的特征基因（下圖A-B）寺擂。
2暇务、根據(jù)這16個特征基因的系數(shù)得出風(fēng)險評分（下圖C-D）泼掠，ROC曲線結(jié)果顯示這16基因特征的預(yù)測效能較好（下圖E）。
3般卑、根據(jù)風(fēng)險評分和16特征基因創(chuàng)建列線圖（下圖A-B）武鲁。校準(zhǔn)曲線和決策曲線分析顯示，該列線圖的臨床預(yù)測性能較為可靠（下圖C-D）蝠检。
4沐鼠、分析16基因特征與基因表達(dá)水平之間的相關(guān)性。結(jié)果顯示叹谁，在所有樣本中饲梭，IGKV1-17與IGLC1的相關(guān)系數(shù)為0.95；ADIPOQ與LEP呈正相關(guān)焰檩；LEP與除ADIPOQ外的所有其他基因呈負(fù)相關(guān)（下圖A）憔涉；其中IGKV1-17、IGLC1和其他基因之間的功能相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9（下圖B）析苫。
5兜叨、在OA樣本中，IGKV1-17與IGLC1的相關(guān)系數(shù)為0.94衩侥；ADIPOQ與LEP和SPP1呈正相關(guān)国旷；LEP與除ADIPOQ之外的所有其他基因呈負(fù)相關(guān)（下圖C）；OGN與大多數(shù)其他特征基因呈負(fù)相關(guān)茫死；其中IGKV1-17和IGLC1之間的相關(guān)系數(shù)為0.89（下圖D）跪但。
三、16特征基因的不同免疫學(xué)亞型
1峦萎、基于16特征基因的不同表達(dá)模式建立了兩種免疫亞型（clusterA和clusterB）屡久。其中clusterA中有34個樣本，clusterB中有35個樣本爱榔。
2被环、構(gòu)建所有差異表達(dá)免疫基因的熱圖（下圖A）。結(jié)果顯示详幽，ADIPOQ筛欢、LEP、OGN和TAC1在clusterA中的表達(dá)水平顯著低于clusterB妒潭；而HLA-DMA悴能、HLA-DMB、HLA-DPA1雳灾、HLA-DQA1漠酿、HLA-DQB1、HLA-DRA谎亩、TLR7炒嘲、CCL18宇姚、CXCL10、MMP9夫凸、BLNK浑劳、IGHM、IGKV1-17夭拌、IGLC1魔熏、IGLV1-44、CXCL13鸽扁、CXCL6蒜绽、CXCL9、SPP1桶现、IL10RA躲雅、SDC1、TNFRSF17和TRBC1在clusterA中的表達(dá)水平顯著高于clusterB（下圖B)骡和。
3相赁、評估這兩種免疫亞型的ROC曲線。結(jié)果表明慰于，這16個基因都可以獨立區(qū)分clusterA和clusterB（下圖C）钮科。
四、構(gòu)建PPI免疫基因網(wǎng)絡(luò)
1东囚、構(gòu)建DEG跺嗽、Imm-DEG和16基因特征的PPI網(wǎng)絡(luò)以探索差異表達(dá)的免疫基因之間的關(guān)系战授。結(jié)果顯示页藻，DEG的PPI網(wǎng)絡(luò)包含211個相互作用對和75個基因，其中MMP9與19個DEG密切相關(guān)植兰，而CXCL10與16個DEG相關(guān)（下圖A）份帐；Imm-DEGs的PPI網(wǎng)絡(luò)包含58個相互作用對和24個基因，其中CXCL10和MMP9與10個差異表達(dá)的免疫基因密切相關(guān)楣导，而CXCL13和HLA-DRA與8個差異表達(dá)的免疫基因相關(guān)（下圖C）废境；基因特征的PPI網(wǎng)絡(luò)包含25個相互作用對和15個基因，其中CXCL10和MMP9與10個Imm-DEG密切相關(guān)筒繁，而CXCL13和HLA-DRA與8個Imm-DEG相關(guān)（下圖E）噩凹。
2、利用富集分析驗證這3個PPI網(wǎng)絡(luò)中基因的功能毡咏。結(jié)果顯示驮宴，DEG主要富集在脂肪細(xì)胞因子信號、糖酵解/糖異生呕缭、Toll樣受體堵泽、細(xì)胞因子受體IL-17信號以及類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等通路中（下圖B）修己。差異表達(dá)的免疫基因主要富集在腸道免疫網(wǎng)絡(luò)中IgA的產(chǎn)生、病毒蛋白與細(xì)胞因子和細(xì)胞因子受體的相互作用等途徑中（下圖D）迎罗。
五睬愤、兩種免疫亞型的差異分析
1、在兩種免疫亞型中獲得了168個差異表達(dá)基因纹安。其中cluster A中有93個上調(diào)基因和75個下調(diào)基因（下圖A）尤辱。熱圖顯示這些DEG可以區(qū)分兩種不同的免疫亞型（下圖B）。
2厢岂、分析兩種免疫亞型之間的DEG的功能（下圖A）啥刻。結(jié)果顯示，這些DEG富集在細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用咪笑、趨化因子信號傳導(dǎo)可帽、瘧疾和TNF信號傳導(dǎo)以及NOD樣受體信號通路中（下圖B）。
3窗怒、GSEA分析結(jié)果顯示映跟，骨關(guān)節(jié)炎主要與免疫反應(yīng)激活和脂肪酸代謝密切相關(guān)。
六扬虚、兩種免疫亞型之間的免疫特征差異
1努隙、利用CIBERSORT算法評估兩種不同免疫亞型之間的免疫細(xì)胞浸潤水平。分析顯示辜昵，cluster A中M2巨噬細(xì)胞荸镊、靜息狀態(tài)下樹突細(xì)胞和肥大細(xì)胞、活化的NK細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的水平顯著低于cluster B（下圖A）堪置。然而躬存，M1巨噬細(xì)胞、活化肥大細(xì)胞舀锨、漿細(xì)胞和T濾泡輔助細(xì)胞的水平顯著高于cluster B（下圖B）岭洲。
2、計算cluster A和cluster B中的免疫細(xì)胞含量坎匿。分析顯示盾剩，cluster A中的T濾泡輔助細(xì)胞與活化的記憶性CD4+T細(xì)胞呈顯著正相關(guān)，而與活化和靜息狀態(tài)下的肥大細(xì)胞替蔬、M2巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞呈顯著負(fù)相關(guān)（下圖C）告私；在cluster B中，γδT細(xì)胞承桥、M1巨噬細(xì)胞驻粟、T濾泡輔助細(xì)胞和活化的肥大細(xì)胞與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞呈正相關(guān)，而調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與M1巨噬細(xì)胞呈負(fù)相關(guān)（下圖D）快毛。
3格嗅、計算所有OA樣本（下圖E）番挺、clusterA（下圖F）和cluster B（下圖G）樣本中的16種基因特征和免疫細(xì)胞類型之間的相關(guān)性。結(jié)果顯示屯掖，TAC1與cluster B患者的免疫細(xì)胞含量無關(guān)玄柏，記憶性CD4+T細(xì)胞和活化的NK細(xì)胞與基因特征無關(guān)。
七贴铜、qRT-PCR驗證hub基因的表達(dá)水平
1粪摘、實驗結(jié)果顯示：IL-1β誘導(dǎo)后，TCA1绍坝、TLR7徘意、MMP9、CXCL10轩褐、CXCL13椎咧、HLA-DRA、ADIPOQ和SPP1的mRNA表達(dá)水平在正常人（下圖A）和骨關(guān)節(jié)炎患者（下圖B）中均顯著升高把介，其中CXCL10的上升趨勢最明顯勤讽。
總結(jié)
在這項研究中，作者鑒定出骨關(guān)節(jié)炎的關(guān)鍵生物標(biāo)志物拗踢，確定了兩種不同的免疫亞型（ClusterA和ClusterB）脚牍，并使用CIBERSORT等方法分析了不同免疫亞型之間的免疫細(xì)胞浸潤水平的差異。最后實驗結(jié)果顯示巢墅，TCA1诸狭、TLR7、MMP9君纫、CXCL10驯遇、CXCL13、HLA-DRA和ADIPOQSPP1在IL-1β誘導(dǎo)組中的表達(dá)水平顯著高于骨關(guān)節(jié)炎組庵芭，還表明骨關(guān)節(jié)炎可能與免疫反應(yīng)有關(guān)妹懒。
