關(guān)于“離子通道”的生信思路,還是有不少小伙伴疑惑,離子通道這種東西跟生信怎么能沾邊呢?
生信分析,主要目的在于篩基因找靶點,那我們把握住關(guān)鍵的離子通道也許就能瓦解掉腫瘤細胞呢?
如前所述,可以有多種分析方式,例如下面這篇6分的文章(Frontiers in Endocrinology,IF: 6.055),在前列腺癌隊列中鑒定了5個差異表達的電壓門控氯離子通道基因,然后通過來自TCGA隊列中的Lasso-Cox回歸分析構(gòu)建了由CLCN2和CLCN6組成的signature,可以為前列腺癌患者的預后評估提供一種新的方法,并改善治療決策。
這種就屬于“降維+預后式”的分析思路,添加一些實驗驗證,3分打底的分析內(nèi)容能發(fā)到6分的期刊。
(PS:這不是前列腺癌+離子通道已經(jīng)有生信文章發(fā)表了嗎,那我還能做這個方向嗎?當然可以!分析方法不止一種)
還有一種方式就是分型+預后,例如這篇文章,同樣發(fā)表在Frontiers系列期刊,但Frontiers in Immunology雜志影響因子是8.786分,好在哪里呢?我們一起來看看:
一、摘要
頭頸部鱗狀細胞癌(HNSCC)是一種非常多樣化的惡性腫瘤,預后較差。基于TCGA數(shù)據(jù)和離子通道基因?qū)NSCC區(qū)分為兩種具有顯著預后差異的亞型,并構(gòu)建了一個由12個基因構(gòu)成的風險評分模型,研究風險評分、腫瘤免疫浸潤和基因突變狀態(tài)之間的關(guān)系,并且基于風險評分和其他臨床特征創(chuàng)建了一個簡單的列線圖,并進行實驗驗證。
二、流程如下圖所示
三、結(jié)果展示
1、數(shù)據(jù)處理
作者從TCGA和GEO下載了數(shù)據(jù)集合并之后,采用主成分分析(PCA)來確定是否消除了批處理效應(去除批處理效應之前如圖2A,之后如圖2B)。收集離子通道基因集(圖2C),采用單因素Cox回歸分析,其中有20個基因與HNSCC預后相關(guān)(圖2D)。
2、基于離子通道基因的聚類分析
作者使用聚類分析把HNSCC患者分為C1(n=408)和C2(n=446)兩個亞組(圖3A,C),K-M曲線在OS上存在明顯差異(圖3B)。兩組之間的免疫細胞浸潤水平(圖2D、F-H)、腫瘤純度評分(圖3E)以及功能富集等存在顯著的差異(圖3L-M)。
3、離子通道基因風險signature的構(gòu)建與驗證
在訓練集和驗證集中,高?;颊叩腛S均低于低?;颊撸▓D4-5)。
4、風險模型與臨床病理特征相關(guān)
5、構(gòu)建列線圖
作者基于風險signature和臨床因素,構(gòu)建了可以預測患者預后的列線圖,該列線圖具有良好的預測精度,可以作為臨床實踐中有用的工具(圖8)。
6、HNSCC中12個離子通道基因的突變譜
在TCGA-HNSC隊列中,作者觀察到12個離子通道基因在腫瘤和正常組織中的表達具有顯著差異,并展示了基因的CNVs和體細胞突變的頻率(圖9)。
7、風險評分與腫瘤免疫力之間的關(guān)系
作者使用7種算法分析了免疫細胞浸潤,并評估風險評分與TME之間的相關(guān)性(圖10A-J)。低風險組的估計評分和免疫評分較高(圖10K-M),說明低風險組的免疫細胞浸潤程度更大。
KEGG分析顯示,組間差異表達基因主要參與cytokine-cytokine receptor interaction(細胞因子-細胞因子相互作用)和primary immunodeficiency(原發(fā)性免疫缺陷)等過程(圖11A)。GO分析表明,這些基因主要在humoral immune response mediated by circulating immunoglobulins(循環(huán)免疫球蛋白介導的體液免疫應答)、immunoglobulin complexes(免疫球蛋白復合物)和antigen binding(抗原結(jié)合)中富集(圖11B)。
8、風險評分預測HNSCC患者的免疫治療反應和化療敏感性
高危組的TIDE評分顯著降低(圖12A),風險評分與TIDE評分呈負相關(guān)(圖12B)。在IMvigor210隊列中,高危組中對免疫治療有反應的患者比例更高(圖12C),完全/部分緩解組的風險評分明顯高于穩(wěn)定/進展性疾病組(圖12D)。同時,不同風險評分組的藥物半抑制濃度值具有顯著差異(圖12E-P)。
9、腫瘤及鄰近正常組織中基因mRNA和蛋白的驗證
作者利用qRT-PCR、western blot和免疫組化染色法驗證了離子通道相關(guān)基因的表達水平,與分析結(jié)果一致。
小結(jié)
整體來說,這篇文章主題是大家都比較熟悉的離子通道,目前這一領(lǐng)域也一直是實驗類文章為主,所以作為生信文章的分析主題,是一個非常具有創(chuàng)新性的方向,再加上分析思路比較清晰全面,發(fā)到8分的期刊也是“名”副其實的。
還有一點,雖是關(guān)于離子通道基因和蛋白的驗證,但其驗證方法比較常見,只用了PCR、WB和免疫組化,沒有復雜的膜片鉗技術(shù)!擔心離子通道不方便實驗驗證的小伙伴,大可以放心了。
當然,如果從單細胞水平去分析離子通道,將更具吸引力,個中緣由相信不用我多說,快掃碼上車。