影響因子:8.78
關(guān)于非腫瘤生信默终,我們也解讀過很多,主要有以下類型
1 單個(gè)疾病WGCNA+PPI分析篩選hub基因犁罩。
2 單個(gè)疾病結(jié)合免疫浸潤齐蔽,鐵死亡,自噬等基因集床估,機(jī)器學(xué)習(xí)算法等含滴。
3 兩種相關(guān)疾病聯(lián)合分析,包括非腫瘤結(jié)合非腫瘤丐巫,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:
識(shí)別腹主動(dòng)脈瘤(AAA)的生物標(biāo)志物是了解其發(fā)病機(jī)制、開發(fā)新的靶向治療方法递胧,可能改善患者的預(yù)后和破裂風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)碑韵。本研究采用單細(xì)胞RNA測(cè)序、加權(quán)共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)(WGCNA)和差異表達(dá)分析從公共數(shù)據(jù)庫中鑒定出AAA生物標(biāo)志物缎脾,使用多種機(jī)器算法來識(shí)別多種生物標(biāo)志物泼诱,并使用不同的GEO數(shù)據(jù)集進(jìn)行驗(yàn)證。隨后赊锚,鑒定出其中的DEGs治筒,并對(duì)其進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)G0S2可能是AAA的有效診斷生物標(biāo)志物,HPSE也可用于診斷大型AAA的破裂風(fēng)險(xiǎn)舷蒲,最后該研究還發(fā)現(xiàn)耸袜,免疫細(xì)胞在AAA的發(fā)生和進(jìn)展中發(fā)揮作用,有可能提高其診斷和治療牲平。
研究流程圖如下:
研究結(jié)果:
一堤框、單細(xì)胞數(shù)據(jù)質(zhì)控和降維聚類以及差異基因和擬時(shí)間分析
1、將數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制后纵柿,采用降維分析及聚類分析發(fā)現(xiàn)蜈抓,AAA數(shù)據(jù)集細(xì)胞可分為20個(gè)聚類,包括B細(xì)胞昂儒、內(nèi)皮細(xì)胞沟使、成纖維細(xì)胞等等(圖2A-C)。
2渊跋、識(shí)別AAA細(xì)胞和正常細(xì)胞之間存在顯著差異的基因腊嗡,并進(jìn)行細(xì)胞軌跡分化發(fā)現(xiàn)着倾,AAA單核細(xì)胞的分化時(shí)間早于正常單核細(xì)胞。所有分析的細(xì)胞都為單核細(xì)胞(圖3A-D)燕少。
二卡者、加權(quán)共表達(dá)式網(wǎng)絡(luò)分析
使用“flashClust”工具包進(jìn)行聚類分析,構(gòu)建無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)客们,使用不同的閾值參數(shù)進(jìn)行篩選崇决,最后生成7個(gè)模塊,每個(gè)模塊都包含具有相似共表達(dá)特征的基因底挫,多個(gè)模塊與AAA相關(guān)恒傻。(圖4A-E)
三、GSE57691的差異基因分析
1凄敢、在該數(shù)據(jù)集中鑒定出288個(gè)差異表達(dá)基因(DEGs)碌冶,并且湿痢,在大涝缝、小AAA樣本中鑒定出了17個(gè)DEGs(圖5A-D)。
2譬重、GO分析顯示功能被分為三類:生物過程拒逮、細(xì)胞成分和分子功能。對(duì)于AAA和正常樣本臀规,DEGs在生物過程中富集滩援;KEGG通路富集于病毒蛋白與細(xì)胞因子和細(xì)胞因子受體相互作用、細(xì)胞因子受體相互作用等途徑(圖6A-B)
3塔嬉、對(duì)于大玩徊、小AAA樣本,DEGs在生物過程中富集谨究,如血管傷口愈合和參與傷口愈合的血管生成等恩袱;KEGG通路在壞死、囊泡運(yùn)輸中的陷阱相互作用方面等途徑被富集胶哲。(圖6C-D)
四畔塔、AAA中G0S2的鑒定
1、整合數(shù)據(jù)集及WGCNA分識(shí)別的DEGs鸯屿,發(fā)現(xiàn)G0S2為一個(gè)關(guān)鍵基因澈吨,提示該基因可能參與了AAA的發(fā)生發(fā)展,進(jìn)一步再另兩個(gè)數(shù)據(jù)集中檢測(cè)到AAA樣本中G0S2顯著升高寄摆。ROC曲線也提示谅辣,G0S2可能是AAA的有效診斷生物標(biāo)志物(圖7A-E)
2、對(duì)GSE7284中G0S2的含量進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)婶恼,G0S2在AAA樣本中顯著上調(diào)屈藐,并且ROC分析得到的AUC為0.911榔组。(圖7F-G)
五、擴(kuò)張型AAA中生物標(biāo)志物的鑒定
1联逻、使用套索logistic回歸從DEGs中識(shí)別出了12個(gè)關(guān)鍵的生物標(biāo)志物搓扯;SVM-RFE方法鑒定出17個(gè)基因作為DEGs的重要生物標(biāo)志物;此外包归,RF算法確定了兩個(gè)基因作為關(guān)鍵指標(biāo)锨推,這三種方法都鑒定出了重疊的基因,一個(gè)上調(diào)(OSM)公壤,一個(gè)下調(diào)(HPSE)(圖8A-D)换可。
2、芯片數(shù)據(jù)顯示厦幅,HPSE在GSE98278的小AAA樣本中高度上調(diào)沾鳄,GSE57691的AUC為0.669,GSE98278數(shù)據(jù)集的AUC為0.754(圖8E-I)
六确憨、免疫細(xì)胞浸潤結(jié)果
1译荞、使用CIBERSORT排序算法總結(jié)了10個(gè)正常樣本和49個(gè)AAA樣本的結(jié)果,22個(gè)免疫細(xì)胞的相關(guān)熱圖顯示顯著正相關(guān)休弃。(圖9A-B)
2吞歼、AAA樣本中Tfh細(xì)胞的比例一般高于正常樣本,20個(gè)小AAA樣本和29個(gè)大AAA樣本的結(jié)果如圖(圖9C-D)
3塔猾、相關(guān)熱圖顯示篙骡,AAA樣品中Tfh細(xì)胞的比例較高,但M1和M2巨噬細(xì)胞的比例相對(duì)較低丈甸。(圖9E-F)
七糯俗、生物標(biāo)志物和免疫細(xì)胞
1、以上分析顯示睦擂,G0S2與中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞成正相關(guān)得湘,但與靜息肥大細(xì)胞等呈負(fù)相關(guān)(圖10A)。
2祈匙、在大忽刽、小AAA樣本中,HPSE與M0巨噬細(xì)胞夺欲、活化肥大細(xì)胞等呈正相關(guān)跪帝,但與M1巨噬細(xì)胞、靜息肥大細(xì)胞等呈負(fù)相關(guān)(圖10B)
八些阅、診斷標(biāo)記物的驗(yàn)證
使用qRT-PCR檢測(cè)3個(gè)正常樣本伞剑,3個(gè)小AAA樣本和3個(gè)大AAA樣本中兩個(gè)生物標(biāo)志物的表達(dá)水平,G0S2在AAA組織中表達(dá)顯著上調(diào)市埋,HPSE在小的AAA樣本中顯示出顯著的上調(diào)(圖11)
研究總結(jié):
本文通過單細(xì)胞黎泣、WGCNA恕刘、差異表達(dá)分析和結(jié)合多種機(jī)器學(xué)習(xí)方法確定了G0S2是一種新的AAA生物標(biāo)志物,而HPSE是大型AAA的保護(hù)性生物標(biāo)志物抒倚,這兩個(gè)生物標(biāo)志物使用額外的GEO數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證褐着。此外,免疫浸潤分析顯示托呕,Tfh細(xì)胞在AAA的進(jìn)展中起著重要作用含蓉。因此,該研究結(jié)果可能為未來診斷和治療AAA和延遲AAA患者的擴(kuò)張?zhí)峁┝艘粋€(gè)新的參考靶點(diǎn)项郊。