細(xì)胞衰老8分+Frontiers生信模板思路推薦！利用CRISPR數(shù)據(jù)建立預(yù)后模型,還包含多種數(shù)據(jù)
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生信熱點(diǎn)方向現(xiàn)在更新?lián)Q代越來(lái)越快，只有第一波吃螃蟹的人才好搶占發(fā)文紅利期，那怎么才能做第一波吃螃蟹的人呢？
? ? 當(dāng)然是跟著頂刊頻繁發(fā)文的方向走啦！持續(xù)關(guān)注Nature等CNS期刊最新文章，從大佬的綜述或?qū)嶒?yàn)文章中挖掘可做生信的方向，這樣才能走在別人前頭、吃到新方向的紅利哦！（ps：對(duì)于沒(méi)有時(shí)間精力持續(xù)關(guān)注最新頂刊文章的小伙伴，更簡(jiǎn)單的方式就是關(guān)注小云公眾號(hào)啦，小云會(huì)持續(xù)追蹤最新生信熱點(diǎn)，關(guān)注我讓你的生信研究快人一步?。?/strong>
? ? 最近有頂刊加持、比較火的生信熱點(diǎn)莫過(guò)于細(xì)胞衰老了，小伙伴們都上車了嗎？
? ? 目前細(xì)胞衰老方向，腫瘤和非腫瘤疾病都陸續(xù)有生信文章發(fā)表出來(lái)，今天就給還沒(méi)上車和觀望中的小伙伴推薦一個(gè)腫瘤中的模板思路吧！
? ? 這篇8分+生信文章利用CRISPR驗(yàn)證的細(xì)胞衰老相關(guān)基因建立膀胱癌預(yù)后模型，進(jìn)行預(yù)后分析、突變分析、腫瘤微環(huán)境和免疫浸潤(rùn)相關(guān)分析、富集分析、藥敏性和免疫治療反應(yīng)預(yù)測(cè)以及關(guān)鍵基因蛋白表達(dá)驗(yàn)證。分析內(nèi)容相當(dāng)豐富充實(shí)，名副其實(shí)的8分+純生信水準(zhǔn)，堪當(dāng)細(xì)胞衰老方向純生信模板思路！文中還用到多個(gè)生信數(shù)據(jù)庫(kù)，收藏起來(lái)，你的分析中可能也會(huì)用到哦！（ps：生信數(shù)據(jù)庫(kù)除了提供數(shù)據(jù)信息，有些還帶分析功能，用起來(lái)可比R語(yǔ)言簡(jiǎn)單多了，數(shù)據(jù)庫(kù)用的好可以達(dá)到事半功倍的效果?）
l?題目：通過(guò)全基因組CRISPR驗(yàn)證的細(xì)胞衰老調(diào)節(jié)基因預(yù)后指數(shù)可以描述腫瘤微環(huán)境并指導(dǎo)膀胱癌的臨床治療
l?雜志：Front. Immunol.
l?影響因子：IF=8.786
l?發(fā)表時(shí)間：2022年7月
數(shù)據(jù)來(lái)源
研究流程
? ? 使用從DepMap數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的全基因組CRISPR篩選數(shù)據(jù)、來(lái)自CellAge數(shù)據(jù)庫(kù)的衰老基因和來(lái)自TCGA的基因表達(dá)數(shù)據(jù)，篩選出了12個(gè)可能在BCa中起關(guān)鍵作用的衰老基因。然后，使用LASSO和多變量COX回歸模型構(gòu)建了基于4個(gè)細(xì)胞衰老調(diào)節(jié)基因的預(yù)后指數(shù)，并研究了其與腫瘤突變負(fù)荷(TMB)和TME免疫細(xì)胞浸潤(rùn)的關(guān)系，探討了其與BCa預(yù)后及免疫治療和化療療效的關(guān)系。使用衰老風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分和其他臨床特征建立了諾謨圖，以預(yù)測(cè)BCa患者的預(yù)后，最后在HPA數(shù)據(jù)庫(kù)中驗(yàn)證關(guān)鍵基因的蛋白表達(dá)。
主要結(jié)果
1. 膀胱癌中12個(gè)重要衰老差異表達(dá)基因的鑒定
? ? 1.?從DepMap數(shù)據(jù)庫(kù)中提取對(duì)膀胱癌細(xì)胞系的生存能力至關(guān)重要并且通過(guò)全基因組CRISPR敲除驗(yàn)證的基因；（劃重點(diǎn)：DepMap數(shù)據(jù)庫(kù)可以查詢基因在各種細(xì)胞的中的必要性，此處就是留用這個(gè)功能篩選BCa中生存必要基因，并且基因都是經(jīng)過(guò)CRISPR敲除驗(yàn)證過(guò)的，可靠性高；另外還可查詢基因在各種細(xì)胞中的表達(dá)水平，突變情況等等?？梢栽谧约旱姆治鲋幸苍囈辉?yán)?/strong>DepMap來(lái)篩選xx疾病相關(guān)基因哦）
? ? 2.?將上述基因在TCGA-BLCA隊(duì)列中進(jìn)行差異表達(dá)分析，得到BLCA關(guān)鍵基因；
? ? 3.?將BLCA關(guān)鍵基因與CellAge數(shù)據(jù)庫(kù)中279個(gè)細(xì)胞衰老調(diào)節(jié)基因取交集，共得到12個(gè)關(guān)鍵細(xì)胞衰老調(diào)節(jié)基因(ECSRGs)（圖1B）。（劃重點(diǎn)：細(xì)胞衰老相關(guān)基因可以從CellAge、Aging Atlas等衰老數(shù)據(jù)庫(kù)，MisgDB、GeneCards、KEGG/GO數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得）
? ? 4.?對(duì)12個(gè)ECSRGs進(jìn)行表達(dá)分析、拷貝數(shù)變異(CVN)分析和PPI網(wǎng)絡(luò)分析（圖1C, D, G）。
2.細(xì)胞衰老預(yù)后的構(gòu)建與驗(yàn)證
? ? 將TCGA-BLCA隊(duì)列分為訓(xùn)練隊(duì)列(N = 204)和測(cè)試隊(duì)列(N = 200)，在訓(xùn)練隊(duì)列中使用LASSO和多變量COX回歸模型從12個(gè)ECSRGs中篩選出4個(gè)基因構(gòu)建細(xì)胞衰老預(yù)后指數(shù)(PCSI)（圖2A-C）。在3個(gè)隊(duì)列中進(jìn)行Kaplan-Meier生存分析（圖2K-M），使用衰老風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分和其他臨床特征(年齡、性別、階段和級(jí)別)建立了一個(gè)列線圖，并利用ROC曲線評(píng)估預(yù)測(cè)性能。
圖2?PCSI評(píng)分的建立和驗(yàn)證
3. PCSI風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與腫瘤突變負(fù)荷、腫瘤微環(huán)境、化療和免疫治療反應(yīng)的相關(guān)性分析、GSVA和GSEA分析及表達(dá)驗(yàn)證
? ? 1??利用GDC中下載的突變數(shù)據(jù)，比較了高和低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分患者的TMB，并進(jìn)行生存分析（圖3）。
? ? 2?使用估計(jì)算法和ssGSEA來(lái)評(píng)估BCa患者的TME評(píng)分，評(píng)估了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分和免疫檢查點(diǎn)(ICB)表達(dá)之間的相關(guān)性，使用TIMER 2.0數(shù)據(jù)庫(kù)中的五種不同算法檢測(cè)免疫細(xì)胞浸潤(rùn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分的相關(guān)性（圖4）。
圖4?腫瘤微環(huán)境分析
? ? 3?為了驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分和hallmark途徑與細(xì)胞死亡模式之間的關(guān)系，使用HALLMARK基因集、KEGG信號(hào)通路、程序性細(xì)胞死亡相關(guān)基因集和細(xì)胞衰老相關(guān)基因集進(jìn)行了GSEA和GSVA（圖5）。
圖5?GSEA和GSVA分析
? ? 4.?通過(guò)預(yù)測(cè)算法預(yù)測(cè)對(duì)化療或靶向治療的藥物反應(yīng)，然后比較高PCSI和低PCSI患者對(duì)化療或靶向治療的藥物敏感性。通過(guò)腫瘤免疫功能障礙和排斥(TIDE)數(shù)據(jù)庫(kù)中的TIDE評(píng)分和免疫療法隊(duì)列IMvigor 210來(lái)評(píng)估PCSI對(duì)免疫療法的反應(yīng)（圖6）。（劃重點(diǎn)：免疫治療反應(yīng)預(yù)測(cè)經(jīng)常會(huì)用到TIDE數(shù)據(jù)庫(kù)和免疫療法隊(duì)列IMvigor 210；藥敏性分析通常會(huì)用到GDSC、Drug Bank、CTRP、GSCALite、Cell Miner、CMAP等數(shù)據(jù)庫(kù)，快收藏起來(lái)吧）
圖6?藥敏性和免疫治療反應(yīng)分析
? ? 5.?在HPA數(shù)據(jù)庫(kù)中驗(yàn)證膀胱腫瘤組織和正常膀胱組織之間的PCSI模型中ECSRGs的蛋白水平（圖7）。（劃重點(diǎn)：基因表達(dá)驗(yàn)證最簡(jiǎn)單的就是利用公共數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)驗(yàn)證，比如最常用的HPA數(shù)據(jù)庫(kù)驗(yàn)證蛋白表達(dá)，無(wú)需細(xì)胞或組織樣本，省時(shí)省力）
圖7?蛋白表達(dá)分析
文章小結(jié)
文章的分析內(nèi)容比較豐富，幾乎涵蓋了腫瘤中的經(jīng)典分析，可以當(dāng)做細(xì)胞衰老方向的模板思路，換個(gè)癌種即可輕松復(fù)現(xiàn)，還在觀望的小伙伴趕緊上車吧，畢竟熱點(diǎn)更新速度之快，不等人喲！文中還利用DepMap數(shù)據(jù)庫(kù)中的CRISPR數(shù)據(jù)，篩選的基因可信度更高，與其他基因集聯(lián)合分析，創(chuàng)新性更高，你學(xué)到了嗎？
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