大家好某抓，今天要和大家分享的是2022年2月發(fā)表的一篇文章：“Identification and Validation of Aging-Related Genes in Idiopathic Pulmonary Fibrosis”员魏。
在這項研究中猪贪，作者旨在識別和驗證與特發(fā)性肺纖維化(IPF)有關的潛在衰老相關基因。首先盆偿，利用GEO數(shù)據(jù)庫GSE150910數(shù)據(jù)集識別IPF中差異表達的衰老相關基因柒爸，并對差異表達的衰老相關基因進行GO和KEGG富集分析。隨后事扭，作者使用多種機器算法進一步篩選出衰老相關基因捎稚，并根據(jù)篩選結果繪制ROC曲線。最后求橄，利用qRT-PCR實驗對6個差異表達的衰老相關基因（IGF1今野、RET、IGFBP2罐农、CDKN2A条霜、JUN和TFAP2A）進行驗證。結果表明啃匿，在上述6個衰老相關基因中蛔外，IGF1蛆楞、RET和IGFBP2在IPF患者和健康個體中的表達水平與生物信息學分析結果一致溯乒。這項研究對于更好地了解細胞衰老在IPF發(fā)病機制中的作用非常重要。
發(fā)表雜志：Front Genet.
影響因子：4.599
關于非腫瘤生信豹爹，我們也解讀過很多裆悄，主要有以下類型
1 單個疾病分析
2 單個疾病結合免疫浸潤，鐵死亡臂聋，自噬等相關分析
3 兩種相關疾病聯(lián)合分析光稼，包括非腫瘤結合非腫瘤，非腫瘤結合腫瘤或者非腫瘤結合泛癌分析
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研究背景
特發(fā)性肺纖維化(IPF)是一種慢性艾君、進行性、纖維化性間質性肺疾病肄方，病變局限在肺臟冰垄，好發(fā)于中老年人群，其主要病理特征包括肺泡上皮細胞(AEC)損傷权她、炎性細胞浸潤虹茶、大量細胞外基質積聚、上皮間質轉化和成纖維細胞轉化為肌成纖維細胞隅要，最終導致不可逆轉的進行性呼吸功能不全蝴罪。細胞衰老被定義為細胞增殖的不可逆抑制。同時步清，衰老細胞的一個顯著特征是分泌多種細胞因子要门、趨化因子、生長因子和基質金屬蛋白酶，從而構成衰老相關分泌表型(SASP)欢搜。越來越多的證據(jù)支持細胞衰老與IPF發(fā)病機制之間存在相關性询微，而SASP可能是IPF中觀察到的纖維化過程的關鍵因素。
流程圖
差異表達的衰老相關基因
下圖A：從GSE150910數(shù)據(jù)集中收集103例IPF肺組織和103例正常肺組織中的衰老相關基因狂巢，進行主成分分析（PCA）以評估數(shù)據(jù)的可重復性撑毛，結果表明GSE150910具有良好的可重復性。
下圖B：從人類衰老基因組資源中選擇的307個衰老相關基因的火山圖唧领。紅點代表顯著上調的基因藻雌，藍點表示顯著下調的基因。
下圖C：IPF肺組織和健康肺組織樣本中16個差異表達的衰老相關基因的熱圖斩个。
下表：共鑒定出16個衰老相關基因胯杭，包括12個表達上調的基因和4個表達下調的基因。
下圖：IPF和健康樣本中16個差異表達的衰老相關基因的箱線圖受啥。
PPI網(wǎng)絡及相關性分析
下圖：利用STRING數(shù)據(jù)庫和Cytoscape軟件構建蛋白質-蛋白質相互作用網(wǎng)絡(PPI)揭示這些衰老相關基因之間的相互作用做个，并確定每個基因的相互作用數(shù)量。藍色代表顯著上調的基因滚局，黃色表示顯著下調的基因居暖。
下圖：相關性分析表明GSE150910數(shù)據(jù)集中的16個差異表達的衰老相關基因之間存在相關性。
功能富集分析
下圖：使用R軟件進行GO/KEGG富集分析以確定差異表達的衰老相關基因的潛在生物學功能藤肢。GO富集分析包括生物過程(BP)太闺、細胞成分(CC)和分子功能(MF)。
下圖：KEGG富集分析表明嘁圈，差異表達的衰老相關基因在內分泌抵抗和MAPK信號通路中起關鍵作用省骂。
進一步篩選基因
下圖A-B：最小絕對收縮和選擇算子(LASSO)回歸模型從16個衰老相關基因中篩選出10個基因（參數(shù)λ為0.017）。
下圖C：支持向量機遞歸特征消除(SVM-RFE)算法從16個衰老相關基因中篩選出8個基因最住。
下圖D：Venn圖顯示2種算法均鑒定出的6個基因包括IGF1钞澳、CDKN2A、JUN涨缚、IGFBP2轧粟、RET和TFAP2A。
臨床特征分析
下圖：利用MedCalc軟件分析IPF和健康樣本中6個衰老相關基因的表達仗岖，并繪制ROC曲線逃延。結果顯示，6個特異性表達的衰老相關基因均對IPF具有較高的臨床價值轧拄。
qRT-PCR驗證
下圖：IPF組織血樣中IGF1揽祥、RET和IGFBP2的表達水平顯著高于正常肺組織血樣，而CDKN2A檩电、JUN和TFAP2A在IPF組織和正常肺組織中的表達水平不存在差異拄丰。
下表：IPF病例組和對照組的臨床病理學變量總結府树。
小結：
在這項研究中，作者從不同的角度分析了GSE150910數(shù)據(jù)集中衰老相關IPF基因的差異表達料按，并通過多種機器算法和臨床樣本驗證了篩選出的6個衰老相關基因（IGF1奄侠、RET、IGFBP2载矿、CDKN2A垄潮、JUN和TFAP2A）的表達水平和臨床價值。這些發(fā)現(xiàn)提高了現(xiàn)階段人們對IPF的認識闷盔，并可能在未來有助于設計針對這種疾病的治療策略弯洗。
