近些年,隨著m6A相關(guān)研究的井噴式發(fā)展,如今大家對m6A修飾早已耳熟能詳。作為mRNA上最常見的一類RNA修飾,其廣泛存在于各類真核生物中;且眾多研究表明m6A幾乎參與調(diào)控了RNA加工代謝的各個(gè)過程(前體mRNA加工、mRNA表達(dá)/翻譯/降解等)。m6A主要受三類蛋白調(diào)控:Writers、Erasers和Readers。正常生理狀態(tài)下,Writers和Erasers共同調(diào)控細(xì)胞內(nèi)總體m6A修飾水平,使其處于動(dòng)態(tài)平衡;而Readers則負(fù)責(zé)與m6A修飾的RNA特異性結(jié)合,影響其轉(zhuǎn)錄后的命運(yùn)。
研究證實(shí)m6A調(diào)控基因(后統(tǒng)稱m6A regulators)的失調(diào)與癌癥發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。自2019年第一篇純生信分析整體m6A regulators在泛癌水平的分子/臨床特征以后(PMID:31521193),多個(gè)課題組開始以整體m6A regulators為研究對象,按照高度相似的技術(shù)路線,在不同癌種中進(jìn)行相對深入的分析。此類研究全面揭示了m6A regulators在不同癌種中的失調(diào)圖譜,解析了其與癌癥相關(guān)核心通路及腫瘤微環(huán)境(TME)之間的潛在聯(lián)系,并利用包括機(jī)器學(xué)習(xí)等在內(nèi)的一些方法,建立m6A regulators相關(guān)的預(yù)后指標(biāo),為臨床病人的精確分群提供協(xié)助。
在“生信人”微信公眾號的歷史推文中,已對多篇代表性的m6A regulators生信分析文章進(jìn)行過詳細(xì)解讀(此處不再列舉),為廣大的臨床/科研工作者提供了切實(shí)可行的幫助。2022年以來,編者留意到仍有多篇m6A regulators生信分析文章發(fā)表。該篇推文中,編者選取了2019年以來發(fā)表的幾篇代表性文章,對其主要結(jié)果進(jìn)行總結(jié),并對值得借鑒的內(nèi)容予以評論,以拋磚引玉。
文獻(xiàn)一 2019-Cancer Immunology Research-Tumor Microenvironment Characterization in Gastric Cancer Identifies Prognostic and Immunotherapeutically Relevant Gene Signatures
該篇文獻(xiàn)為后續(xù)m6A regulator整合分析類文章提供了重要的參考價(jià)值,后者將m6A和TME聯(lián)合分析也大多受此啟發(fā)。文章以CIBERSORT和LM22為出發(fā)點(diǎn),獲取>1000個(gè)胃癌樣本(GEO + TCGA)中免疫細(xì)胞的相對豐度,利用無監(jiān)督聚類將樣本分為三類,對應(yīng)3中不同的TME亞型。隨后,作者著重比較了3個(gè)亞型之間腫瘤分期、生存時(shí)間、病理診斷等指標(biāo)的差異,建立TME亞型與后者之間聯(lián)系。為了解析其潛在分子機(jī)制,作者比較了不同亞型之間轉(zhuǎn)錄水平的差異,并在此基礎(chǔ)上建立可指示病人預(yù)后的TMEscore指標(biāo)。TMEscore不僅與病人的臨床指標(biāo)、核心基因突變顯著相關(guān),也可用于預(yù)測患者對免疫治療的反應(yīng)。為了使結(jié)果更加可靠,作者還基于ACRG數(shù)據(jù)庫做了同樣的分析,得到一致結(jié)果。目前該篇文獻(xiàn)被引用>300次,文中所有分析均可在后續(xù)文章中找到類似內(nèi)容,足以說明問題。
文獻(xiàn)二 2019-Molecular Cancer- Molecular characterization and clinical relevance of m6A regulators across 33 cancer types
這篇文獻(xiàn)是第一篇m6A regulators在泛癌中整合分析的文章(letter),因此小編在此予以概括,盡管2021年另一團(tuán)隊(duì)也進(jìn)行了類似的工作且發(fā)表在同一雜志上。作者主要進(jìn)行分析了20個(gè)m6A regulators在不同癌種中的突變水平、CNV、表達(dá)差異、與hallmark之間的聯(lián)系以及預(yù)后等內(nèi)容。文獻(xiàn)主要內(nèi)容均是以結(jié)果為導(dǎo)向的,并無太多生物學(xué)意義。即便如此,其中的分析內(nèi)容也為具體癌種中的分析提供了參考。
文獻(xiàn)三 2020-Molecular Cancer-m6A regulator-mediated methylation modification patterns and tumor microenvironment infiltration characterization in gastric cancer
這篇文獻(xiàn)是目前所發(fā)表的影響因子最高的m6A regulators整合分析類文章之一。從文章內(nèi)容來看,作者借鑒了前兩篇文獻(xiàn)中的分析思路,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的細(xì)節(jié)分析。文章以“m6A genes—m6Acluster—m6A.gene.cluster—m6Ascore”為主要脈絡(luò),主要比較不同亞群之間的hallmark、TME及臨床特征等差異,并解釋了這些分群與病人預(yù)后(m6Acluster/m6Ascore)及對免疫治療反應(yīng)(m6Ascore)相關(guān)的潛在分子機(jī)制。文中,作者基于免疫細(xì)胞的相對豐度將各亞群分為immune-desert/ -inflamed/ -excluded三種,并從這個(gè)角度解釋亞群之間的臨床指標(biāo)差異。此外,作者還花了大量篇幅解析特定基因如KIAA1429與TME及hallmark之間的聯(lián)系,具體方法值得借鑒。
文獻(xiàn)四 2021-Molecular Cancer-Identification of tumor antigens and immune subtypes of pancreatic adenocarcinoma for mRNA vaccine development
該篇文獻(xiàn)與m6A regulators并無太大關(guān)系,編者在這里進(jìn)行展示主要出于三個(gè)原因:1)文章思路與m6A regulators整合分析類似;2)文章團(tuán)隊(duì)背靠背還有一篇發(fā)在了同樣的雜志上,只是換了癌種,讀者可進(jìn)行對比;3)部分分析內(nèi)容值得借鑒。文中,作者結(jié)合表達(dá)/突變/預(yù)后等指標(biāo),得到1997個(gè)immune-related基因,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行免疫分型(類比m6Acluster)。作者詳細(xì)比較了不同亞型之間的臨床特征、免疫marker及TME等指標(biāo)的差異。最終,通過WGCNA分析落腳到少數(shù)基因之后構(gòu)建gene_score(類比m6Ascore)用以指示病人的預(yù)后特征。小編認(rèn)為文中有以下幾點(diǎn)值得借鑒:1)部分figure比較精美;2)大量免疫相關(guān)的marker值得收集,可以結(jié)合自身課題講故事;3)通過WGCNA縮小候選基因的方式與其他幾篇文章明顯不同,可以嘗試;4)引入Monocle等高級分析亦可為文章增色。
文獻(xiàn)五 2022-NAR Cancer-A m6Avalue predictive of prostate cancer stemness, tumor immune landscape and immunotherapy response
該篇文獻(xiàn)選自3月底發(fā)表在NAR Cancer(NAR新推出的期刊,主要發(fā)表核酸研究和癌癥研究交叉領(lǐng)域的文章,暫無影響因子)上的一篇文章。文章整體脈絡(luò)與文獻(xiàn)三高度相似。此外,作者也進(jìn)行了一些亮點(diǎn)分析,現(xiàn)予以解讀。亮點(diǎn)一:作者收集整理了m6A2Target數(shù)據(jù)庫中20個(gè)m6A regulators的潛在靶基因,并與不同亞群之間的DEG進(jìn)行比較,在m6A_C3亞群中上調(diào)表達(dá)的DEG(vs m6A_C1)相對于下調(diào)的DEG,更加傾向于是m6A regulator的潛在靶基因,暗示整體m6A信號通路在m6A_C3亞群中處于相對活躍的狀態(tài)。亮點(diǎn)二:選擇性剪接(AS)異常是癌癥的hallmark。該篇文章的團(tuán)隊(duì)2020年在Nature communication 上發(fā)表了領(lǐng)域內(nèi)第一篇PCa發(fā)生發(fā)展過程中AS的動(dòng)態(tài)變化圖譜,并發(fā)現(xiàn)內(nèi)含子保留事件(IR)可作為治療PCa的潛在靶點(diǎn)。在此,作者比較了3個(gè)亞群之間的AS情況,發(fā)現(xiàn)在m6A_C3亞群中存在更多的AS事件(尤其是IR)。AS是產(chǎn)生新抗原(neoantigens)的重要途徑之一。分析發(fā)現(xiàn)m6A_C3亞群中存在更多的新抗原(但差異不顯著)??乖R別是免疫反應(yīng)過程中必不可少的環(huán)節(jié)。作者利用TRUST4軟件鑒定并比較了不同亞群之間B/T細(xì)胞受體的抗原互補(bǔ)決定區(qū)域(CDR)數(shù)量,發(fā)現(xiàn)m6A_C1中CDR1/2/3的數(shù)量最多,而m6A_C3中最少。綜上,作者推測m6A_C3亞群中有較多新抗原卻較少免疫受體意味著抗原呈遞功能的缺失。亮點(diǎn)三:作者并未像已有文獻(xiàn)那樣將3個(gè)亞群分為immune-desert/ -inflamed/-excluded,而是結(jié)合pan-cancer數(shù)據(jù)將其分為fibrotic/non-fibrotic,并證實(shí)fibrotic在PCa中與良好預(yù)后相關(guān)。在如胃癌(PMID:32164750)、結(jié)腸癌(PMID:33500720)中,fibrotic相關(guān)通路(EMT1/2/3、TGFb、CAF等)通常與不良預(yù)后相關(guān),而glioma(PMID:33594424)和PCa中,該趨勢卻相反,凸顯了癌種異質(zhì)性。
小編總結(jié)
限于篇幅限制,小編僅對上述五篇文獻(xiàn)進(jìn)行了總結(jié),讀者亦可翻閱原文發(fā)掘更多值得借鑒的細(xì)節(jié)。此處,小編想提一下文獻(xiàn)五,讀完這篇文獻(xiàn),讓人不由感嘆一聲“卷!”。其文獻(xiàn)內(nèi)容相較同類文章不能說最多,但絕對不少,且有一些不錯(cuò)的亮點(diǎn)分析。即便如此,文章只發(fā)在了目前尚無影響因子的一個(gè)新雜志上(這里并沒有輕視新雜志的含義),和其他已發(fā)表的類似文章相比,只能說沒有對比就沒有傷害。
此處,小編匯總了近三年一些關(guān)于m6A regulator整合分析的代表性文獻(xiàn)(包括少量分析思路高度類似的其他文獻(xiàn)),便于讀者查閱和比較。總體而言,此類文獻(xiàn)的分析思路均與2019年的那篇文章(PMID:31521193)高度類似,且絕大部分內(nèi)容也都可以在前文中找到影子,因此后續(xù)這種文章的創(chuàng)新性就不那么突出了,很多僅僅是換個(gè)癌種又是一篇新文章,這也是小編給后續(xù)文章的創(chuàng)新性打分較低的原因。細(xì)心的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn),這些文章中不乏一些發(fā)表在一區(qū)或者是影響因子較高的雜志上,然而他們的內(nèi)容或者創(chuàng)新性卻并不突出,更何況發(fā)表好文章對創(chuàng)新性要求很高,反而對工作量要求比較低。這里邊有沒有團(tuán)隊(duì)聲望的原因?亦或雜志編委職位的原因?留給讀者思考。
回到前文介紹的幾篇文章,讀者可以發(fā)現(xiàn)文中的一些亮點(diǎn)分析可以借鑒,比如AS、pan-cancer已有分型等,讀者亦可以結(jié)合自己課題的屬性,重點(diǎn)關(guān)注少數(shù)通路的變化,講好自己的生物學(xué)故事。然而即便如此,此類型文章自帶硬傷。首先,絕大部分分析均沒有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐(也沒辦法驗(yàn)證),分析思路高度雷同,創(chuàng)新性很低,絕大多數(shù)團(tuán)隊(duì)follow這種思路進(jìn)行的分析很難發(fā)在優(yōu)質(zhì)的雜志上。而且,這種換幾個(gè)基因或者癌種就出一篇分析文章的套路,容易讓編輯或同行產(chǎn)生不好的印象。其次,目前關(guān)于m6A regulator的整合分析都主要停留在基因表達(dá)層面,而作為一種mRNA修飾,m6A-seq必不可少,因此目前所有分析都有種“到皮不到肉”的缺陷,并不能揭示真正的m6A修飾圖譜。而短期內(nèi),類似TCGA這種國際性的m6A-seq極難實(shí)現(xiàn),因此很長一段時(shí)間內(nèi),此類分析都無法真正解決這個(gè)問題。值得一提的是,NAR cancer這篇文章中結(jié)合m6A2Target數(shù)據(jù)庫的分析值得大家借鑒,且文中還用到了少許病人m6A-seq的結(jié)果(盡管數(shù)據(jù)尚未公開,但給有基因列表)。再次,小編上述匯總的文獻(xiàn)中,絕大部分最后都建立了一個(gè)基于m6A regulator的評分指標(biāo),盡管這些指標(biāo)與病人預(yù)后、免疫治療反應(yīng)等相關(guān),但在實(shí)際臨床應(yīng)用中,很難將這些指標(biāo)應(yīng)用到少數(shù)病人的診治當(dāng)中。
回歸實(shí)際情況,面對畢業(yè)、晉升、考核等諸多場景,大家確實(shí)有實(shí)實(shí)在在的難題,不可能都去追求優(yōu)質(zhì)頂刊,或是指望在臨床應(yīng)用中有什么作用,此時(shí)參考加模仿或許可以作為緩解此類壓力的一種途徑。這大概是所有學(xué)科中“學(xué)問-現(xiàn)實(shí)”的巨大gap吧!