說在前面
本期推文是MOVICS包系列教程的最后一篇咕别，Immugent來用一篇已經(jīng)發(fā)表的SCI來解讀一下如何在實(shí)際文章中使用MOVICS包踏烙。
首先簡單回顧一下：我們最開始在第一篇推文中介紹了MOVICS包發(fā)表的文章及其主要功能；隨后連續(xù)出了三篇推文分布對(duì)MOVICS包的三個(gè)主要分析模塊進(jìn)行了實(shí)操演示冒晰；本期我們就來通過一篇文章來解讀在實(shí)際應(yīng)用中如何利用MOVICS包來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析痛侍。
我們選擇的這個(gè)文章是2021發(fā)表在Front Cell Dev Biol（IF:6.68）雜志上，篇名為“The Identification of the Metabolism Subtypes of Skin Cutaneous Melanoma Associated With the Tumor Microenvironment and the Immunotherapy”的研究径荔，之所以選擇這篇是因?yàn)檫@篇文章的8副圖中，有一多半都是使用MOVICS包來繪制的脆霎，而且腫瘤代謝也是近些年的熱點(diǎn)方向之一总处。
黑色素瘤(SKCM)是最致命的皮膚癌類型之一，因?yàn)槠涓叽x和轉(zhuǎn)移率睛蛛，占皮膚癌相關(guān)死亡的80%以上辨泳。近年來，免疫檢查點(diǎn)阻斷劑的發(fā)展已成為SKCM治療的主要手段玖院，顯著提高了治療效果。然而第岖，SKCM患者對(duì)免疫治療的反應(yīng)各不相同难菌，大約50%的患者出現(xiàn)不良反應(yīng)。因此蔑滓，揭示SKCM異質(zhì)性的潛在分子機(jī)制郊酒，以開發(fā)精確的免疫療法，并確定最能從中受益的人群是十分必要的键袱。
黑色素瘤具有顯著的代謝可塑性燎窘，這一特征是由于高頻率的體細(xì)胞突變激活了致癌途徑。根據(jù)SKCM基因的體細(xì)胞突變及其比例蹄咖，可將其分為四個(gè)基因組亞型:BRAF亞型褐健、RAS亞型、NF1亞型和三重野生型澜汤。這些內(nèi)在的致癌基因有助于SKCM的代謝轉(zhuǎn)化蚜迅，這導(dǎo)致黑色素瘤對(duì)不利條件具有高度的可塑性和適應(yīng)性。此外俊抵，轉(zhuǎn)化后的代謝微環(huán)境可以重新編程免疫細(xì)胞亞群的功能谁不，使黑色素瘤具有了逃避免疫系統(tǒng)攻擊的能力。
研究流程
作者首先選擇了2752個(gè)先前報(bào)道的代謝相關(guān)基因徽诲，然后運(yùn)用非負(fù)矩陣(NMF)分析的方式對(duì)SKCM患者進(jìn)行分出了3個(gè)亞型刹帕。緊接著吵血，我們對(duì)原數(shù)據(jù)集中的代謝相關(guān)基因采用單變量Cox回歸分析，以確定與OS相關(guān)的預(yù)后基因偷溺，共獲得517個(gè)候選基因蹋辅。然后提取SKCM的TCGA數(shù)據(jù)表達(dá)譜，利用NMF聚類算法對(duì)517個(gè)候選基因進(jìn)行聚類亡蓉，并最終確定3種聚類晕翠。
隨后，作者利用MCP-counter和ssGSEA算法來計(jì)算16個(gè)免疫浸潤細(xì)胞的豐度砍濒，并發(fā)現(xiàn)很多亞群在三組直接存在差異淋肾；同時(shí)，還繪制了免疫細(xì)胞群間差異的框線圖爸邢，結(jié)果顯示在這三個(gè)亞型中樊卓，所有類型的免疫細(xì)胞群間存在顯著差異。值得注意的是杠河，箱形圖顯示碌尔，C2在幾乎所有免疫細(xì)胞中均顯著高于C1和C3，除Th17細(xì)胞外券敌，C1和C2的Th17細(xì)胞富集得分均顯著高于C3唾戚。在這些結(jié)果中，C2被更多的免疫細(xì)胞富集待诅，這與C2在三種亞型中免疫得分最高的發(fā)現(xiàn)是一致的叹坦。隨著目前免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)在臨床試驗(yàn)和晚期黑色素瘤治療中的廣泛應(yīng)用，作者探索了13個(gè)典型靶向免疫檢查點(diǎn)基因在這些亞型中的表達(dá)之間的相關(guān)性卑雁。
緊接著募书，作者利用MOVICS包計(jì)算出了每個(gè)代謝亞型特異性上調(diào)的前30個(gè)基因作為生物標(biāo)志物，然后構(gòu)建臨床模型并繪制相關(guān)熱圖测蹲，并進(jìn)一步生成了一個(gè)90基因的分類器來實(shí)現(xiàn)SKCM分類法莹捡，并在不同的隊(duì)列中進(jìn)行一致性測(cè)試來驗(yàn)證其可靠性。隨后扣甲，作者利用TCGA和GEO的SKCM數(shù)據(jù)同時(shí)對(duì)亞群一致性進(jìn)行檢驗(yàn)篮赢，NMF和NTP在三個(gè)不同亞型的檢驗(yàn)和驗(yàn)證集上的結(jié)果基本一致(k = 0.631 p<0.001, k = 0.714 p <0.001)，表明這90個(gè)基因的特征可以被用來識(shí)別SKCM的代謝分類琉挖。
最后一幅圖是作者收了幾十例臨床樣本荷逞，對(duì)其中一個(gè)關(guān)鍵基因SLC7A4的表達(dá)，用IHC進(jìn)行了驗(yàn)證粹排。這個(gè)方略大家可以學(xué)習(xí)使用种远，特別是對(duì)構(gòu)建的模型數(shù)目較多時(shí)，可以挑出一個(gè)或幾個(gè)關(guān)鍵基因進(jìn)行驗(yàn)證顽耳，前提是能找出一個(gè)比較合適的理由坠敷。
綜上所述妙同，這篇文章從代謝的角度對(duì)SKCM進(jìn)行了新的亞型分類，分為代謝活性型膝迎、中間型和耗損型三種亞型粥帚。其中，C1與代謝過程密切相關(guān)限次，預(yù)后最差芒涡，符合角蛋白亞型。C2具有較高的免疫浸潤卖漫、免疫和基質(zhì)評(píng)分费尽、對(duì)PD-1免疫阻斷劑的敏感性，與免疫類型相關(guān)羊始，預(yù)后良好旱幼。C3的致癌途徑豐富，預(yù)后程度高突委，預(yù)后較差柏卤，代謝活性較C1低，但較C2高匀油。此外缘缚，所生成的90基因分類器對(duì)SKCM具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值，該分類器將會(huì)有助于更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)SKCM患者的預(yù)后敌蚜，并可能為這些患者提供更精確的治療手段忙灼。
說在最后
隨著生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和科研水平的提高，我們逐漸認(rèn)識(shí)到單純從轉(zhuǎn)錄組水平來研究基因的功能是不準(zhǔn)確的钝侠，運(yùn)用多組學(xué)來解決科學(xué)問題正成為大趨勢(shì)。就拿近些年火熱的單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)酸舍，也逐漸推出了scATAC,蛋白組等一系列多模態(tài)數(shù)據(jù)的解決方式帅韧。MOVICS包最多可以同時(shí)整合6種多組學(xué)數(shù)據(jù)，這為我們更準(zhǔn)確的揭示機(jī)制功能提供了有力工具啃勉。
弘揚(yáng)愛國精神忽舟，實(shí)現(xiàn)中國夢(mèng)是我們這代人的精神方針，支持國產(chǎn)MOVICS包是生信人的愛國方式淮阐，那么Immugent在這里就強(qiáng)烈推薦大家用上這個(gè)功能強(qiáng)大的工具叮阅，從而鼓勵(lì)更多國產(chǎn)的、原創(chuàng)的生信軟件被開發(fā)出來泣特。
