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贞言，可影響肺部，導(dǎo)致間質(zhì)性肺卜У佟（ILD）该窗。然而，DM-ILD的確切病理生理機制尚不清楚脂新。特發(fā)性肺纖維化（IPF）屬于范圍更廣的ILD挪捕，有證據(jù)顯示IPF和DM-ILD之間可能存在共同的病理途徑。作者從GEO數(shù)據(jù)庫中檢索了DM和IPF的基因表達(dá)譜争便，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。然后断医，作者進(jìn)行了差異分析以確定共同的DEGs滞乙，并用富集分析來揭示隱藏的生物通路。此外鉴嗤，作者還進(jìn)行了PPI網(wǎng)絡(luò)分析和聚類分析斩启，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)水平醉锅。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)系兔簇。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。

關(guān)于非腫瘤生信垄琐，我們也解讀過很多边酒，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，熱點基因集狸窘，機器學(xué)習(xí)算法等
3 兩種相關(guān)疾病聯(lián)合分析墩朦，包括非腫瘤結(jié)合非腫瘤，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

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)集中翻擒，通過WGCNA篩選出7個不同顏色的模塊氓涣。隨后，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陋气、C）劳吠，發(fā)現(xiàn)模塊"MEcyan"與DM的相關(guān)性最強，因此被指定為DM相關(guān)模塊巩趁。同樣痒玩，在GSE150910數(shù)據(jù)集中，通過WGCNA獲得了11個模塊晶渠。其中凰荚，"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、D）褒脯。為確保與GSE143323保持一致便瑟，包含731個基因的"Meyellowgreen"模塊被指定為IPF相關(guān)模塊（圖2D）。通過交叉與DM（Mecyan）和IPF（Meyellowgreen）正相關(guān)的基因模塊番川，共篩選出258個共同基因（圖2E）到涂。接下來，使用STRING方法構(gòu)建了這些基因的PPI網(wǎng)絡(luò)颁督，得到了一個包含184個節(jié)點和810個鏈接的網(wǎng)絡(luò)（圖2F）践啄。隨后，利用MCODE插件提取了一個緊密相連的基因簇模塊（圖2G）沉御。為了探索這些基因可能具有的生物學(xué)功能屿讽，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)吠裆、細(xì)胞-基質(zhì)粘附以及膠原代謝有關(guān)（圖2H）伐谈。此外，根據(jù)KEGG分析试疙，這組基因在磷酸肌醇-3-激酶-蛋白激酶B/Akt（PI3K-Akt）信號通路诵棵、ECM-受體相互作用和病灶粘附方面表現(xiàn)出很強的富集性（圖2I）。

DM和IPF中的DEGs鑒定

隨后祝旷，作者進(jìn)一步對GSE128470和GSE134692數(shù)據(jù)集進(jìn)行了DEG分析履澳。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）嘶窄，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）距贷。維恩圖顯示柄冲，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)储耐，26個基因表達(dá)不一致）（圖3E）羊初。作者還構(gòu)建了這些基因的PPI網(wǎng)絡(luò)，得出45個節(jié)點和111個鏈接（圖3F）什湘。隨后长赞，使用MCODE插件提取了一個11節(jié)點和35鏈接的聚類（圖3G）。對這些DEGs進(jìn)行了類似的GO或KEGG富集闽撤。GO分析顯示得哆，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）哟旗。KEGG分析表明贩据，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）闸餐。

樞紐基因的選擇和驗證

用Cytoscape插件cytoHubba（24）進(jìn)行PPI網(wǎng)絡(luò)分析饱亮，確定了共有的樞紐基因。通過使用MCC算法舍沙，前30個基因被確認(rèn)為潛在的中心基因近上。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拂铡、THBS2壹无、COL6A1和LOXL1）（圖4）。這些基因的表達(dá)水平隨后在四個數(shù)據(jù)集中得到了驗證感帅。值得注意的是斗锭，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）失球。這四個基因在DM和IPF中都表現(xiàn)出了很高的診斷價值岖是，尤其是POSTN和THBS2，兩者的曲線下面積（AUC）值都超過了0.8（圖5B）实苞。進(jìn)一步量化這四個基因的mRNA豐度發(fā)現(xiàn)璧微，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的共同致病機制和免疫微環(huán)境硬梁，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。出乎意料的是胞得，結(jié)果與最初的假設(shè)相左荧止，DM和IPF的免疫細(xì)胞浸潤模式明顯不同。如圖7A所示，各種免疫細(xì)胞類型在DM中都表現(xiàn)出明顯的活化跃巡，包括B細(xì)胞危号、T細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(DC)素邪、巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(NK)外莲。與此相反，IPF的免疫細(xì)胞活化受到限制兔朦，這表現(xiàn)在顯著活化的免疫細(xì)胞數(shù)量有限偷线，包括活化的B細(xì)胞、效應(yīng)記憶CD8T細(xì)胞沽甥、髓源抑制細(xì)胞(MDSC)声邦、單核細(xì)胞、自然殺傷T細(xì)胞摆舟、T濾泡輔助細(xì)胞和17型T輔助細(xì)胞（圖7B）亥曹。此外，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）恨诱，而除了活化B細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞外媳瞪，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）。

預(yù)測TF

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

研究總結(jié)：

作者將DM與IPF兩種疾病聯(lián)合分析熊响，從共性出發(fā)旨别，利用WGCNA和差異分析以及Cytoscape鑒定出4個關(guān)鍵基因。隨后汗茄，ssGSEA揭示了DM和IPF的不同的免疫浸潤模式秸弛。在DM中，這四個基因都與免疫細(xì)胞的豐度呈正相關(guān)洪碳，而在IPF中則不然递览。最后，作者確定了一個可能的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子MYC瞳腌，它與所有四個樞紐基因都有相互作用绞铃。這為了解這些疾病的復(fù)雜機制提供了寶貴的信息，并為診斷和治療干預(yù)提供了潛在靶點嫂侍。