細(xì)胞器也是生信分析的一個(gè)重要方向，

最常見的就是線粒體；

其他的細(xì)胞器也能做生信分析，比如高爾基體、溶酶體~

細(xì)胞器也是生信分析的一大方向，比較常見到的就是線粒體（還可以細(xì)分為線粒體代謝、線粒體自噬等分支方向~）、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)的生信思路，腫瘤和非腫瘤都能分析。

另外高爾基體也可以做生信分析，比如下面這篇文章：

今天番茄君要給大家介紹的是溶酶體相關(guān)的生信分析思路。

溶酶體參與細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的分解、吞噬和清除，能夠分解并清除體內(nèi)的廢棄物，如果溶酶體功能異常，那么可能導(dǎo)致多種疾?。ùx性疾病、腫瘤等）。

現(xiàn)在溶酶體相關(guān)的生信分析思路還沒大量涌現(xiàn)，我們可以利用溶酶體相關(guān)基因集進(jìn)行分析，還可以將溶酶體相關(guān)基因與其他熱點(diǎn)關(guān)聯(lián)分析哦。

（沒有思路，沒有創(chuàng)新點(diǎn)或者分析中出現(xiàn)問(wèn)題的小伙伴，都可以找番茄君哦~）

接下來(lái)，就跟番茄君一起看一下，這篇5分+溶酶體相關(guān)基因（LAYGs）的生信文章，屬于二次聚類分析+預(yù)后模型思路。

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題目：基于溶酶體相關(guān)基因的胃癌分子亞型特征揭示臨床預(yù)后與免疫浸潤(rùn)情況

影響因子：IF=5.74

發(fā)表時(shí)間：2023年5月

一.數(shù)據(jù)來(lái)源

二.研究思路

溶酶體相關(guān)基因(LYAGs)從MSigDB數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取?；赥CGA數(shù)據(jù)庫(kù)和GEO數(shù)據(jù)庫(kù)獲得GC中差異表達(dá)溶酶體相關(guān)基因(DE-LYAGs)。根據(jù)DE-LYAGs的表達(dá)譜將胃癌患者分為不同的亞組，然后使用GSVA、ESTIMATE和ssGSEA算法研究LYAG亞型的腫瘤微環(huán)境(TME)和免疫治療反應(yīng)。采用單因素Cox回歸分析、LASSO算法和多因素Cox回歸分析，識(shí)別預(yù)后LYAGs，建立GC患者的風(fēng)險(xiǎn)模型。采用Kaplan-Meier分析、Cox回歸分析和ROC分析對(duì)預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)模型的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。用qRT-PCR法驗(yàn)證臨床樣本中關(guān)鍵基因的表達(dá)。

三.研究結(jié)果

1.GC中LYAGs的差異表達(dá)與基因突變特征

作者基于TCGA數(shù)據(jù)對(duì)正常組織和腫瘤組織中的LYAGs進(jìn)行差異表達(dá)分析，確定了13個(gè)DE-LYAGs（圖1A）。DE-LYAGs在染色體的位置如圖B所示。對(duì)這13個(gè)基因的突變狀態(tài)（圖1C）和拷貝變化數(shù)進(jìn)行分析（圖1D）。此外，收集GC臨床樣本，采用qRT-PCR法檢驗(yàn)mRNA的表達(dá)水平，與癌旁正常組織比較，結(jié)果顯示在腫瘤組織中有10個(gè)基因表達(dá)異常（圖2）。

圖1?GC中LYAGs的差異表達(dá)分析和基因突變特征

圖2??用qRT-PCR驗(yàn)證13個(gè)基因在臨床樣本的差異表達(dá)

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2.第一次聚類分析鑒定LYAGs亞型

基于13個(gè)LYAGs在GC中的表達(dá)特征，通過(guò)無(wú)監(jiān)督一致性聚類分析確定三個(gè)亞型A、B、C（圖3A）。同時(shí)，KM生存分析結(jié)果表明三個(gè)亞組的臨床預(yù)后結(jié)局存在顯著差異（圖3B），不同亞組的GC樣本在PCA圖中清晰區(qū)分（圖3C），且熱圖中臨床病理特征和13個(gè)LYAG的表達(dá)情況顯示，LYAG聚類的亞型之間LYAGs的表達(dá)存在顯著差異（圖3D）。

圖3???聚類分析鑒定GC的分子亞型? ?

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3. LYAG亞型相關(guān)DEG的聚類分析（第二次聚類分析）

為了探索LYAG亞型的潛在功能，作者對(duì)亞型進(jìn)行了DEG分析，共獲得840個(gè)差異表達(dá)基因，對(duì)這些DEGs進(jìn)行GO和KEGG富集分析，結(jié)果表明，DEGs與T細(xì)胞活化、免疫系統(tǒng)過(guò)程的負(fù)調(diào)控等有關(guān)（圖4A），并在細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體的相互作用、PI3K?Akt信號(hào)通路和趨化因子信號(hào)通路中富集（圖4B）?；贒EGs對(duì)GC樣本進(jìn)行非監(jiān)督共識(shí)聚類分析，獲得2個(gè)基因簇，預(yù)后KM生存分析表明A基因簇患者的OS比B基因簇患者更差（圖4C）。熱圖中DEGs的臨床病理特征和表達(dá)譜分析顯示，大多數(shù)DEGs在B基因簇中顯著降低（圖4D）。

圖3???聚類分析鑒定GC的分子亞型

4.預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)模型的構(gòu)建和驗(yàn)證通過(guò)LASSO-COX分析LYAG亞型相關(guān)的DEGs，得到24個(gè)預(yù)后相關(guān)的DEGs，選擇11個(gè)DEGs建立風(fēng)險(xiǎn)模型，計(jì)算LAYG亞型和基因簇的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分（圖6A-B）?；谥形粩?shù)將樣本分為低風(fēng)險(xiǎn)組和高風(fēng)險(xiǎn)組，高風(fēng)險(xiǎn)組的生存率明顯較低(圖6C)。風(fēng)險(xiǎn)模型和ROC曲線的獨(dú)立性結(jié)果表明，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分可以作為獨(dú)立的胃癌預(yù)后指標(biāo)，比其他臨床特征具有較好的預(yù)測(cè)能力（圖6D-I）。

圖6 GC風(fēng)險(xiǎn)模型的構(gòu)建與驗(yàn)證

5.獨(dú)立的預(yù)后分析及列線圖的構(gòu)建

在單因素和多因素分析中，臨床病理特征和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與患者預(yù)后顯著相關(guān)?(圖7 J-K)?；陲L(fēng)險(xiǎn)評(píng)分和不同的臨床病理特征構(gòu)建列線圖，用于預(yù)測(cè)GC患者在1年、3年和5年生存概率（圖7A-C），校準(zhǔn)圖的結(jié)果表明列線圖預(yù)測(cè)與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果之間有很好的一致性(圖7D-F)。此外，DCA曲線結(jié)果顯示，列線圖在預(yù)測(cè)GC預(yù)后方面的能力優(yōu)于風(fēng)險(xiǎn)模型（圖7G-I）。

圖7 ???獨(dú)立預(yù)后分析及nomogram構(gòu)建

6.GC亞組的腫瘤微環(huán)境、免疫浸潤(rùn)及免疫治療反應(yīng)分析

作者用ESTIMATE和單樣本基因富集分析（ssGSEA）算法探索患者的TME和免疫治療反應(yīng)，結(jié)果顯示，低風(fēng)險(xiǎn)組的GC患者基質(zhì)評(píng)分較低、免疫評(píng)分較高（圖8A），并對(duì)23個(gè)免疫細(xì)胞的進(jìn)行免疫浸潤(rùn)分析（圖8B），此外，免疫檢查點(diǎn)（ICP）在低風(fēng)險(xiǎn)組中的表達(dá)更高，說(shuō)明低風(fēng)險(xiǎn)組的GC患者進(jìn)行免疫治療的反應(yīng)可能更好（圖8G）。

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圖8????高、低風(fēng)險(xiǎn)組腫瘤微環(huán)境及免疫浸潤(rùn)分析

7.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分和TMB的相關(guān)性及化療藥物預(yù)測(cè)作者進(jìn)一步在GC患者中探討風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與TMB的相關(guān)性（圖9A-B）。KM生存分析結(jié)果顯示，在低TMB組和高TMB組中，低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分的GC患者預(yù)后優(yōu)于高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分的患者（圖9C）。基因突變圖譜表明，在低風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)GC患者中，體細(xì)胞突變頻率具有顯著性差異（圖9D-E）。

圖9????風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分和TMB的相關(guān)性

此外，基于GDSC數(shù)據(jù)庫(kù)，作者預(yù)測(cè)了抗腫瘤藥物的IC50，探究不同化療藥物對(duì)低、高風(fēng)險(xiǎn)組GC患者的敏感性（圖10），結(jié)果同時(shí)證明了風(fēng)險(xiǎn)模型與化療藥物之間存在潛在關(guān)聯(lián)。

圖10 ???藥物敏感性分析

四.文章小結(jié)? ?

這篇文章的亮點(diǎn)在于基于溶酶體相關(guān)基因進(jìn)行了兩次聚類分析，后面的預(yù)后模型思路屬于常規(guī)分析，再加上簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。干濕結(jié)合是一大趨勢(shì)，文中臨床樣本的驗(yàn)證絕對(duì)是加分項(xiàng)，既可以使生信分析結(jié)果更具說(shuō)服力，又可以為后續(xù)實(shí)驗(yàn)課題做基礎(chǔ)，有條件做濕實(shí)驗(yàn)（臨床樣本驗(yàn)證或功能表型驗(yàn)證）的伙伴可以適當(dāng)添加哦！

溶酶體的相關(guān)生信思路，不論是腫瘤還是非腫瘤，都可以分析哦~目前關(guān)于溶酶體相關(guān)的生信文章還比較少，如此創(chuàng)新的分析角度，趕快學(xué)起來(lái)吧！

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