...识别marker+肿瘤分型+建模+关键基因验证!生信发文不得不看的经典思 ...
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发布时间:2024-10-22 15:47
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时间:2024-12-01 13:26
研究概述:恶性间皮瘤是一种罕见且预后不佳的肿瘤,与石棉暴露相关。本研究旨在建立与成纤维细胞分化相关的基因特征,用于创建新的恶性间皮瘤分类和预后预测模型。通过NCBI-GEO、TCGA和MET-500数据库获取单细胞RNA测序数据、MESO的bulk RNA测序和骨转移肿瘤的RNA测序。利用降维和聚类分析识别了MESO微环境中成纤维细胞亚型,结合拟时序分析和TCGA数据库中的生存信息,筛选出与生存相关的成纤维细胞分化相关基因。随后,利用这些基因生成MESO分类和预后预测模型。构建调控网络,预测候选抑制剂,并通过收集临床样本进一步验证。研究提供了潜在的治疗靶点,对推动未来恶性间皮瘤的临床和基础研究具有重要意义。
研究流程图如下:
研究结果:
在肿瘤微环境中发现成纤维细胞。
通过GEO数据库获取三个MESO样本的单细胞水平基因表达谱,共获得14,347个细胞用于后续分析。利用降维和聚类分析,识别了肿瘤微环境中的15个seurat群,并将其分为七种细胞类型。对15个seurat簇进行差异表达分析,确定marker基因。利用HALLMARK数据库,结合各成纤维细胞中基因组变异评分,进行GSVA分析,揭示各亚型的特征。
成纤维细胞亚型的分化状态和与分化相关的成纤维细胞差异基因。
通过Monocle 2和tSNE分析,识别四种分化状态和六种亚型。利用热图展示各亚型中表达差异最大的四或五个基因。分析KRT19_FIB和MMP2_FIB的免疫相关和增殖相关标志基因集富集程度,推断其可能的增殖潜力。
构建基于成纤维细胞分化的MESO分类(FDBC)。
利用拟时序分析探索FDGs的动态变化,通过共识聚类将患者分为三个不同分类。结合聚类矩阵热图、CDF曲线和delta面积图,确定最佳k值,产生三个聚类。根据FDGs的表达情况,将患者分为“低度分化的成纤维细胞相关间皮瘤(LDFM)”、“高度分化的成纤维细胞相关间皮瘤(HDFM)”和“中度分化的成纤维细胞相关间皮瘤(MDFM)”。
新型预后预测模型的建立和内部验证。
从FDGs中识别出9个MSigDB基因类别和42条通路。通过单变量Cox回归分析,确定6个保护因素和33个危险因素。应用Lasso回归分析法构建预后预测模型,将6个关键FDGs纳入风险评分公式。模型具有良好的预后性能,揭示了不同亚型的临床特征和分子机制。
抑制剂预测和临床标本验证。
利用pRRophetic包评估三种亚型对多种抑制剂的敏感性,筛选出24种潜在药物。通过免疫组化染色和统计分析,进一步验证了基于成纤维细胞分化的分类对临床标本的预测能力。
研究总结:整合单细胞和bulk RNA测序数据,本研究鉴定出六种成纤维细胞亚型、三种分化状态和39种与生存相关的FDGs。构建的基于成纤维细胞分化的分类模型具有良好的预后性能,有助于改善恶性间皮瘤的诊断和预后判断。同时,预测了治疗恶性间皮瘤的潜在药物,为临床研究提供了重要参考。