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值得收藏：扎堆兒的多RNA修飾思路匯總

生信干貨 Lily ·2022年9月5日 16:45

RNA修飾超超超粗略介紹

RNA修飾是什么？相信各位在座的大佬及未來(lái)大佬們肯定都比小編懂，但是萬(wàn)一有小伙伴兒想重溫一下那懵懂無(wú)知的簡(jiǎn)單歲月呢，對(duì)不對(duì)，小編簡(jiǎn)單飛速的班門弄斧一下哈，各位見(jiàn)諒~

中心法則咱們都知道嘛，復(fù)雜的人體工廠中，中心法則不斷上演。但在整個(gè)生命進(jìn)展過(guò)程中，不可能所有過(guò)程都依賴遺傳物質(zhì)的直接改變來(lái)進(jìn)行，還有一類非常重要的調(diào)控，那就是表觀遺傳修飾，這類修飾可以在不改變遺傳物質(zhì)的前提下改變基因功能。最開(kāi)始大家是圍繞DNA和蛋白質(zhì)來(lái)開(kāi)展表觀遺傳修飾研究的，研究對(duì)象有DNA甲基化，染色質(zhì)可及性，組蛋白修飾等。

圖 1

那在中心法則中占據(jù)C位的RNA呢？放心，咱們想到的想不到的，絕對(duì)都有先驅(qū)者在研究啦（到底是好還是不好呢？[笑cry]）。RNA修飾，指的是RNA上的共價(jià)修飾，比如說(shuō)m6A（腺嘌呤上6號(hào)位N的甲基化）。需要注意的一點(diǎn)是：與DNA化學(xué)修飾在相似位點(diǎn)命名的區(qū)別，比如在DNA中的5mC，和RNA的m5C。

自打1960年發(fā)現(xiàn)第一個(gè)RNA修飾以來(lái)，科研界對(duì)RNA修飾的探索可謂是如火如荼，迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一百多種，還建立的有相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)（如：RMBase、MODOMICS）。各類型對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)改變也是清清楚楚（圖2）。

圖 2

這么多種RNA修飾里，m6A可以說(shuō)是集萬(wàn)千寵愛(ài)與一身了，誰(shuí)讓人家數(shù)量大呢，這個(gè)在RMBase收錄的數(shù)據(jù)中可見(jiàn)一斑（圖3），一騎絕塵啊。相關(guān)的研究文獻(xiàn)數(shù)目也是“倍殺”其他RNA修飾類型的（圖4，說(shuō)明：數(shù)據(jù)只是粗略統(tǒng)計(jì)哈）！

圖 3

[CHART]

圖 4

RNA修飾與癌癥的關(guān)系

簡(jiǎn)單了解了RNA修飾，那么RNA修飾是如何在疾病尤其是腫瘤中發(fā)揮作用的呢？這里給大家推薦一篇Review文章（圖5），作者講述的很清晰，小編這里也不過(guò)多的灌輸哈，總的來(lái)說(shuō)就是癌癥的八大hallmarks，每個(gè)里面都可以看到調(diào)控RNA修飾的Writers、Readers和Erasers三大類RNA酶的身影（圖6）。許多研究都清楚地表明，癌細(xì)胞中RNA修飾酶有助于維持細(xì)胞增殖和腫瘤進(jìn)展。因此，RNA酶作為潛在的藥物靶標(biāo)是在癌癥中產(chǎn)生新治療劑的合理策略。

圖 5

圖 6

RNA修飾研究新思路

說(shuō)了一堆，回到咱們正題，其實(shí)可能標(biāo)題說(shuō)的“再掀波瀾”也不大合適，畢竟RNA修飾相關(guān)研究一直在路上，從未停止過(guò)。只是小編最近漫無(wú)目的（劃掉）兢兢業(yè)業(yè)檢索文章的時(shí)候，突然看到一個(gè)最近發(fā)表的8分純生信分析文章（圖7），數(shù)據(jù)是公共的，文章標(biāo)題中的m6A也是老得不能再老的熟人，就好奇為啥這種配置還能發(fā)8分。

圖 7

然后......小編帶著好奇去看了這篇文章？No！小編先去檢索了類似文章，哈哈哈~就是想看看這篇文章是不是一直獨(dú)秀，這樣的話小編豈不是挖到寶了？！事實(shí)證明，寶藏哪有這么好挖哦，類似的文章小編找到了將近10篇（圖8），都是近兩年才出現(xiàn)的。其中，8篇都是4分以上的，只有一篇2+的是以單基因?yàn)榍腥朦c(diǎn)，附帶了一點(diǎn)點(diǎn)m6A/m5C/m1A相關(guān)的分析，所以嚴(yán)格意義上來(lái)講，并不能算是咱們關(guān)注的范疇。

圖 8

那么，具體這些文章都是怎么分析的呢？小編接下來(lái)就給大家做個(gè)簡(jiǎn)單分享，范圍就是圖8種去除單基因文章后的8篇）。廢話不說(shuō)，咱們直接干貨走著~

小編根據(jù)研究切入點(diǎn)給這幾篇文章分了兩類，分別是以基因和lncRNA作為RNA修飾調(diào)控因子。下面小編就從兩類中各選取一篇有代表性的給大家詳細(xì)展示一下總體分析思路，其他的會(huì)就亮點(diǎn)做簡(jiǎn)要說(shuō)明。

以基因作為RNA修飾調(diào)控因子進(jìn)行研究

這類里小編選取5篇中發(fā)表時(shí)間最早（2021/7/7）的“Prognostic signature and immune efficacy of m1A-, m5C- and m6A-related regulators in cutaneous melanoma”為例來(lái)進(jìn)行思路解讀（圖9），文章刊登在J Cell Mol Med上，影響因子5.3分。

圖 9

作者首先從已知文獻(xiàn)中找到48個(gè)m6A/m5C/m1A相關(guān)基因，分析這些基因的在正常和癌癥樣本中的生存差異，突變譜，及在不同臨床特征組間的表達(dá)差異等（圖9）。

接著基于單因素Cox、LASSO回歸分析篩選出9個(gè)預(yù)后相關(guān)基因，并構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)模型，將癌癥樣本分為高/低風(fēng)險(xiǎn)組。并且，使用其他數(shù)據(jù)集來(lái)驗(yàn)證結(jié)果（圖10、11）。

圖 10

圖 11

接著對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)組做功能富集分析（圖12），腫瘤微環(huán)境（TME）免疫浸潤(rùn)特征分析，免疫治療應(yīng)答分析（圖13）。

圖 12

圖 13

以上就是本篇文章的所有思路啦~

那其他4篇是怎么樣的呢？首先，主體框架是與本篇一致的?！癟he m6A/m5C/m1A Regulated Gene Signature Predicts the Prognosis and Correlates With the Immune Status of Hepatocellular Carcinoma”（2022.6.27, Frontiers in immunology, IF:8.7864）在篩選預(yù)后相關(guān)基因前，增加基于所有RNA修飾相關(guān)基因?qū)Π┌Y樣本進(jìn)行分組，并比較不同組間的表達(dá)差異、功能差異和臨床價(jià)值差異等?！癈ross-Talk of Multiple Types of RNA Modification Regulators Uncovers the Tumor Microenvironment and Immune Infiltrates in Soft Tissue Sarcoma”（2022.7.4, Frontiers in Immunology, IF:8.7864）增加基于單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集分析調(diào)控基因主要在什么細(xì)胞類型中表達(dá)分析?！癈rosstalk of Eight Types of RNA Modification Regulators Defines Tumor Microenvironments, Cancer Hallmarks, and Prognosis of Lung Adenocarcinoma”（2022.7.11, Journal of Oncology, IF:4.5011）分析了8種RNA修飾?！癛NA methylation regulators contribute to poor prognosis of hepatocellular carcinoma associated with the suppression of bile acid metabolism: a multi-omics analysis”（2022.7.30, Am J Cancer Res, IF:5.9415）增加基于蛋白質(zhì)組分析高/低風(fēng)險(xiǎn)組間的蛋白水平差異分析。

以lncRNA作為RNA修飾調(diào)控因子進(jìn)行研究

此類思路中小編以三篇文章中出現(xiàn)最早（2021/11/30）同時(shí)也是IF最高（IF：6.0814）的“The Prognostic Value and Immune Landscapes of a m6A/m5C/m1A-Related LncRNAs Signature in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma”作為示例進(jìn)行思路分析（圖14）。

圖 14

首先作者從已知文獻(xiàn)中總結(jié)出52個(gè)m6A/m5C/m1A相關(guān)基因，并從數(shù)據(jù)庫(kù)中收集14086個(gè)lncRNAs，基于Pearson相關(guān)性分析篩選出147個(gè)lncRNAs與52個(gè)基因共表達(dá)，然后基于單因素Cox回歸分析篩選出44個(gè)有潛在預(yù)后價(jià)值的lncRNAs（圖15）。

圖 15

接著基于這44個(gè)lncRNAs做聚類分析，將癌癥樣本分為兩組，并比較分析了兩組間的生存特征，臨床特征，免疫特征等（圖16）。

圖 16

然后基于LASSO進(jìn)一步縮小預(yù)后相關(guān)lncRNAs的范圍，從44個(gè)降低到了6個(gè)?；谶@6個(gè)構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)模型，將病人分為高/低風(fēng)險(xiǎn)兩組，然后比較兩組間的生存差異、表達(dá)差異、功能差異、免疫特征差異等。還引入了腫瘤突變負(fù)荷（TMB），探索了高/低TMB組間的生存差異（圖17、18）。

圖 17

圖 18

然后又分別詳細(xì)探索分析了6個(gè)lncRNAs的表達(dá)對(duì)預(yù)后的影響及在各免疫亞型中的表達(dá)差異情況（圖19）。

圖 19

最后不同風(fēng)險(xiǎn)組間的藥物敏感性分析（圖20）。

圖 20

以上，就是這篇文章的整體思路啦，另外兩篇，除研究的RNA修飾類型較之多了一個(gè)m7G外，思路與這個(gè)幾乎完全一致。其中，“Identification of RNA Methylation-Related lncRNAs Signature for Predicting Hot and Cold Tumors and Prognosis in Colon Cancer”這篇在篩選lncRNAs之前，加了對(duì)RNA修飾相關(guān)基因的突變和表達(dá)譜分析。

非正規(guī)總結(jié)分析

經(jīng)過(guò)上述分析，相信聰明的你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這8篇文章的行文思路是萬(wàn)變不離其宗?。∧蔷褪钦襌NA修飾相關(guān)因子（基因和lncRNA）——篩選預(yù)后相關(guān)因子——構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)模型——探索不同組的特征差異（生存差異，表達(dá)差異，臨床特征差異，功能差異，免疫浸潤(rùn)差異，免疫應(yīng)答差異，藥物敏感性差異等等等）。它們相互之間的差別點(diǎn)不算大，甚至可以說(shuō)很小，比如換個(gè)調(diào)控因子類型（基因，lncRNA............那是不是我們可以換成其他的，比如miRNA，circoRNA啥的），再比如整合整合其他組學(xué)數(shù)據(jù)（單細(xì)胞，蛋白組等），再再比如多加點(diǎn)兒深度探索分析（基因的突變譜，共突變等），但是就能被接收，甚至有些是前后出現(xiàn)在同一期刊上。這是不是說(shuō)明這類型的研究現(xiàn)在接受度很高呢（小編覺(jué)得是哈哈哈）！

看到這里各位看官們是不是已經(jīng)瘋狂心動(dòng)，覺(jué)得我也可以了？！那還等什么，俺們已經(jīng)萬(wàn)事俱備，只等各位啦！

參考文獻(xiàn)：

Pseudouridine, a carbon-carbon linked ribonucleoside in ribonucleic acids: isolation, structure, and chemical characteristics.

Role of RNA modifications in cancer.

RNA methylation regulators contribute to poor prognosis of hepatocellular carcinoma associated with the suppression of bile acid metabolism: a multi-omics analysis.

Crosstalk of Eight Types of RNA Modification Regulators Defines Tumor Microenvironments, Cancer Hallmarks, and Prognosis of Lung Adenocarcinoma.

Cross-Talk of Multiple Types of RNA Modification Regulators Uncovers the Tumor Microenvironment and Immune Infiltrates in Soft Tissue Sarcoma.

The m6A/m5C/m1A Regulated Gene Signature Predicts the Prognosis and Correlates With the Immune Status of Hepatocellular Carcinoma.

An m6A/m5C/m1A/m7G-Related Long Non-coding RNA Signature to Predict Prognosis and Immune Features of Glioma.

Identification of RNA Methylation-Related lncRNAs Signature for Predicting Hot and Cold Tumors and Prognosis in Colon Cancer.

The Prognostic Value and Immune Landscapes of a m6A/m5C/m1A-Related LncRNAs Signature in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma.

Prognostic signature and immune efficacy of m1A-, m5C- and m6A-related regulators in cutaneous melanoma.