生信+實(shí)驗(yàn):最全單基因研究套路總結(jié)

隨著測序技術(shù)的發(fā)展所坯,每年測序數(shù)據(jù)量以PB級(jí)增長鲫剿。隨著海量測序數(shù)據(jù)的增長掐暮,越來越多的研究人員開始挖掘公共數(shù)據(jù)庫中的測序數(shù)據(jù)的意義。已有很多研究表明愿卒,某個(gè)基因可能參與了某種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展缚去。我們可以使用生物信息學(xué)的方法分析基因在腫瘤中參與的生物過程和行使的功能。本文主要介紹單基因生信分析的思路琼开。

一易结、單基因生信分析能發(fā)什么樣的SCI

據(jù)小編不完全統(tǒng)計(jì),單基因生信分析發(fā)表的雜志主要有Molecular Therapy Nucleic Aids柜候、Frontiers in Oncology搞动、Frontiers in Immunology、Aging改橘、International Journal of Molecular Sciences 滋尉、EBioMedicine和Journal of Cancer等,影響因子在4-8之間飞主。

二狮惜、單基因生信分析內(nèi)容

單基因生信分析內(nèi)容主要分為兩步,第一步為篩選核心基因碌识,第二步為對核心基因進(jìn)行深入分析碾篡,包括單基因泛癌免疫,WGCNA, 突變拷貝數(shù)多組學(xué)分析筏餐,預(yù)后模型等开泽。

篩選核心基因

參考:老酒新裝!5分+單基因純生信分析還能這樣做魁瞪!

根據(jù)單基因生信分析的文獻(xiàn)穆律,小編總結(jié)了幾種篩選核心基因的方法惠呼。分別為基于ESTIMATE算法計(jì)算患者免疫打分,基于多數(shù)據(jù)集差異分析和WGCNA方法篩選核心基因峦耘。

第一種:

1. 免疫剔蹋、基質(zhì)和ESTIMATE打分與亞型和預(yù)后的關(guān)系

使用ESTIMATE算法計(jì)算腫瘤患者的免疫打分,基質(zhì)打分和ESTIMATE打分(圖1A和1B)辅髓。根據(jù)免疫打分泣崩,將患者分為免疫打分高組和免疫打分低組。Kaplan-Meier曲線分析不同免疫組的預(yù)后(圖1C)洛口。

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Figure 1

2. 免疫微環(huán)境相關(guān)基因的差異分析矫付,功能富集分析和PPI分析

為了分析免疫打分與基因表達(dá)水平的關(guān)系,對腫瘤患者的免疫打分高組和免疫打分低組進(jìn)行差異分析第焰,鑒定DEGs买优,聚類熱圖繪制排名前20的上調(diào)和下調(diào)基因的表達(dá)水平(圖2A)。對差異表達(dá)基因進(jìn)行GO和KEGG富集分析(圖2B和2C)樟遣。圖2D主要展示GSEA分析結(jié)果而叼。

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Figure 2

3. 蛋白互作網(wǎng)絡(luò)鑒定核心基因

使用STRING在線工具和Cytoscape繪制蛋白互作網(wǎng)絡(luò)。鑒定免疫應(yīng)答核心基因豹悬。

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Figure 3

第二種:

1. 篩選多個(gè)數(shù)據(jù)集中共有的差異表達(dá)基因

對多個(gè)數(shù)據(jù)集的腫瘤組織和正常組織進(jìn)行差異分析葵陵,鑒定差異表達(dá)基因(圖4a-4c)。對這些差異表達(dá)基因取交集得到共有的差異表達(dá)基因以作為候選基因(圖4d)瞻佛。繪制共有的差異表達(dá)基因在腫瘤組織和正常組織中表達(dá)水平的聚類熱圖(圖4e)脱篙。

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Figure 4

2. 通過ROC曲線分析和AUC篩選核心基因

對候選基因進(jìn)行ROC曲線分析并計(jì)算AUC,評(píng)估候選基因?qū)υ\斷腫瘤的敏感性和特異性伤柄。根據(jù)AUC值篩選核心基因(圖5a-5d)绊困。AUC值最大的基因可作為核心基因進(jìn)行下一步分析。通過構(gòu)建五倍交叉驗(yàn)證的核心基因的ROC曲線和混淆矩陣確定核心基因的預(yù)后價(jià)值(圖5e和5f)适刀。

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Figure 5

第三種:

1. 基于WGCNA構(gòu)建共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)

參考:噓秤朗!悄悄告訴你不用做實(shí)驗(yàn)就能發(fā)SCI的奧秘

根據(jù)腫瘤患者的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)構(gòu)建共表達(dá)網(wǎng)絡(luò),并根據(jù)模塊的保守性和Z-summary打分鑒定關(guān)鍵模塊(圖6)笔喉。

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Figure 6

2. 鑒定關(guān)鍵模塊中的核心基因

對模塊中的hub基因繪制聚類熱圖并使用Cytoscape軟件計(jì)算hub基因的連接程度以鑒定核心基因(圖7)取视。

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Figure 7

單基因深入分析

參考:****5分+單基因單癌種免疫相關(guān)純生信模版

單基因也可以構(gòu)建免疫預(yù)后模型發(fā)4分2區(qū)雜志

1. 基因與生存分析和臨床病理特征相關(guān)性分析

對核心基因進(jìn)行Kaplan-Meier分析(圖8A),研究核心基因與臨床病理特征的相關(guān)性(圖8B-8F)常挚。

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Figure 8

2. 針對核心基因與免疫細(xì)胞群的相關(guān)性分析

為進(jìn)一步闡腫瘤中核心基因的免疫功能作谭,使用微環(huán)境細(xì)胞群計(jì)數(shù)算法計(jì)算免疫細(xì)胞群的豐度(圖9A和9B)。這些結(jié)果表明核心基因可能參與調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫奄毡,而且在不同癌種中的免疫調(diào)節(jié)模式不同折欠。

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Figure 9

3. 誘導(dǎo)免疫反應(yīng)中核心基因與其他免疫檢查點(diǎn)協(xié)同作用

為研究腫瘤誘導(dǎo)免疫反應(yīng)中核心基因與免疫檢查點(diǎn)的協(xié)同作用,評(píng)估核心基因與免疫檢查點(diǎn)的相關(guān)性(圖10A-10D)。

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Figure 10

4. 核心基因與特定細(xì)胞免疫和炎癥反應(yīng)的相關(guān)性

使用GSVA分析研究核心基因與特定免疫及炎癥反應(yīng)的相關(guān)性锐秦。從7個(gè)簇中提取出104個(gè)基因并使用GSVA算法定義metagenes咪奖。鑒定核心基因在腫瘤中免疫和炎癥功能(圖11)。

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Figure 11

5. 確定免疫調(diào)節(jié)因子與核心基因的相關(guān)性

使用cBioPortal查詢與免疫調(diào)節(jié)因子相關(guān)的基因(圖12B)农猬,對這些基因進(jìn)行GO和KEGG分析(圖12C和12D)赡艰。

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Figure 12

6. 已知基因與多組學(xué)聯(lián)合分析

基于已知基因的表達(dá)水平售淡,將患者分為高表達(dá)組和低表達(dá)組斤葱。結(jié)合miRNA,lncRNA或甲基化或數(shù)據(jù)研究差異分組下的miRNA揖闸,lncRNA或甲基化差異水平(圖13)揍堕。

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Figure 13

7. 核心基因相關(guān)免疫調(diào)節(jié)因子對腫瘤的預(yù)后作用

為研究核心基因?qū)δ[瘤的預(yù)后作用,進(jìn)行單因素多因素Cox回歸分析汤纸,得到基因的預(yù)后特征衩茸。并利用lasso回歸構(gòu)建與基因相關(guān)的免疫調(diào)節(jié)因子預(yù)后模型,并構(gòu)建列線圖以評(píng)估患者預(yù)后(Figure14, 15, 16)

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Figure 14

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Figure 15

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Figure 16

8. 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

參考:生信分析+實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證=6.68分SCI贮泞,啥套路楞慈?

7分+文獻(xiàn)解讀|純生信分析玩不轉(zhuǎn)?干濕結(jié)合發(fā)高分才是主流

如果有條件的話啃擦,可以使用Western blotting囊蓝,PCR或者IHC染色檢測篩選到的基因表達(dá)水平。做到這一步令蛉,你的文章已經(jīng)達(dá)到6分標(biāo)準(zhǔn)了聚霜,如果加上深入的機(jī)制實(shí)驗(yàn),把故事講好珠叔,能發(fā)更高的分?jǐn)?shù)蝎宇,同時(shí)也會(huì)申請基金課題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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Figure 17

參考文獻(xiàn):

【1】Identification of Novel Tumor-Microenvironment-Regulating Factor That Facilitates Tumor Immune Infiltration in Colon Cancer

【2】Identification of AUNIP as a candidate diagnostic and prognostic biomarker for oral squamous cell carcinoma

【3】Construction of co-expression modules related to survival by WGCNA and identification of potential prognostic biomarkers in glioblastoma

【4】Integrated Bioinformatical Analysis Identifies GIMAP4 as an Immune-Related Prognostic Biomarker Associated With Remodeling in Cervical Cancer Tumor Microenvironment

【5】Comprehensive Analysis of the Immune Implication of ACK1 Gene in Non-small Cell Lung Cancer

【6】Application of cAMP-dependent catalytic subunit β(PRKACB) Low Expression in Predicting Worse Overall Survival:A Potential Therapeutic Target for Colorectal Carcinoma

【7】Identification of PGRMC1 as a Candidate oncogene for Head and Neck Cancers and Its Involvement in Metabolic Activites

【8】Molecular and Clinical Characterization of PD-1 in Breast Cancer Using Large-Scale Transcriptome Data

作者:WOSCI沃斯編輯
鏈接:http://www.reibang.com/p/247a9ec3f2e0

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