腫瘤微環(huán)境是研究熱點，其中的免疫細胞起了關鍵的作用。

很多非腫瘤疾病也與免疫細胞相關；

那么基于免疫細胞相關基因進行生信分析，豈不是大有作為！

今天小云打算聊聊為什么要給大家分享免疫細胞的思路。

首先，免疫細胞有很多種，T細胞、B細胞、巨噬細胞、NK細胞等等，而且很多疾病都與免疫細胞相關，要不為什么那么多研究者通過單細胞測序手段分析免疫微環(huán)境呢？

其次，同一種免疫細胞可以換不同的疾病數(shù)據(jù)集分析，而同一種疾病，換一種免疫細胞進行分析，豈不又是一篇文章？

沒有思路、不知道怎么創(chuàng)新的找小云，超多個性化、創(chuàng)新性高的分析思路供你選擇！

那如何基于免疫細胞相關基因進行生信分析呢？

（1）分析免疫細胞的浸潤情況；

（2）篩選某種免疫細胞相關的差異基因；

（3）構建疾病的診斷模型；

（4）分析生物學功能和調(diào)控網(wǎng)絡。具體怎么操作，小云打算用一篇非腫瘤的生信文章來詳細說明（文末有總結哦）

文章題目：滑膜中6個巨噬細胞相關基因構成骨關節(jié)炎的新診斷標志

發(fā)表雜志：Frontiers in immunology

影響因子：IF=8.786

發(fā)表時間：?2022年7月

研究思路

從GEO數(shù)據(jù)庫中獲得骨關節(jié)炎滑膜數(shù)據(jù)。采用單樣本基因集富集分析(ssGSEA)和GSEA分別分析免疫浸潤和巨噬細胞相關生物學通路的差異。利用蛋白質(zhì)相互作用(PPI)網(wǎng)絡分析和機器學習建立巨噬細胞相關基因診斷標記(MAGDS)。RT-qPCR檢測小鼠模型中關鍵MAGs的表達。構建ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡。

主要研究結果

1.骨關節(jié)炎（OA）滑膜的免疫浸潤情況

基于GSE89408數(shù)據(jù)集，我們應用ssGSEA方法分析OA滑膜和正常對照中28個免疫細胞亞群的相對浸潤豐富度。與正常對照組相比，OA滑膜大部分免疫細胞浸潤豐度較高，其中OA滑膜中巨噬細胞的數(shù)量顯著增加，提示存在免疫過度激活的微環(huán)境。

搜索MSigDB數(shù)據(jù)庫中35條巨噬細胞相關通路，包含240個巨噬細胞相關基因(MAGs)。GSEA分析多個巨噬細胞相關通路在OA中顯著激活，表明滑膜巨噬細胞廣泛激活。

2.篩選差異表達的巨噬細胞相關基因（DEMAGs）

分析OA和正常對照之間的差異表達基因DEGs，并與240個MAGs取交集，獲得到55個DEMAGs。GO和KEGG富集分析表明，這些DEMAGs與滑膜巨噬細胞的激活和遷移密切相關。

圖1.骨關節(jié)炎（OA）滑膜的免疫浸潤情況以及篩選DEMAGs

3.構建巨噬細胞相關基因診斷標志（MAGDS）并驗證

利用STRING數(shù)據(jù)庫構建PPI網(wǎng)絡，利用Cytoscape軟件的MCODE插件從PPI網(wǎng)絡中提取hub子網(wǎng)，得到21個hub基因。還采用隨機森林算法篩選能夠區(qū)分OA和對照的關鍵基因。將PPI網(wǎng)絡中的hub基因與隨機森林提取的關鍵基因取交集，最終得到11個候選基因，用于LASSO回歸建模(圖4E)。經(jīng)五次交叉驗證，模型包含6個關鍵基因。根據(jù)6個模型基因的表達情況，計算每個患者的風險評分--MAGDS評分。OA患者MAGDS評分高。ROC分析說明MAGDS評分診斷OA的能力。此外，利用GEO中的驗證數(shù)據(jù)集證明MAGDS評分診斷OA具有良好的準確性和穩(wěn)定性。進一步在小鼠OA模型中驗證6個關鍵MAGs的表達水平。

圖2.構建巨噬細胞相關基因診斷標志（MAGDS）并驗證

4.MAGDS的生物學意義

根據(jù)MAGDS的中位評分將OA患者分為高風險組和低風險組，并進行了GSEA，探索MAGDS潛在的生物學機制。結果提示，高MAGDS評分可能與免疫激活和ECM代謝密切相關。因此，作者進一步探討了MAGDS與免疫細胞和基質(zhì)金屬蛋白酶之間的相關性。6個關鍵的DEMAGs與滑膜巨噬細胞顯著相關，可能是OA的潛在分子治療靶點。為了揭示6個關鍵MAGs的潛在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機制，作者構建了lncRNA-miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡。lncRNA可能通過抑制相應的miRNA來增強關鍵MAGs的表達。

圖3.?MAGDS的生物學意義?

總結

基于免疫細胞相關基因進行生信分析，你可以這么做：

（1）可以先分析一下疾病組中免疫細胞的浸潤情況，先了解一下哪些免疫細胞在疾病中有顯著變化

（2）選擇變化顯著的某種免疫細胞進行分析，篩選疾病中免疫細胞相關的差異基因，PPI網(wǎng)絡鑒定關鍵基因；

（3）基于免疫細胞關鍵基因構建疾病的診斷模型，驗證模型的準確性；

（4）分析關鍵基因的生物學功能和調(diào)控網(wǎng)絡，為后續(xù)課題思路做基礎。

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