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线粒体+免疫双热点齐发,在非肿瘤中表现强劲!简单的生信分析+实验验证直接拿下8分+,

2023-03-03 19:00 作者:尔云间  | 我要投稿

发一篇8分+纯实验文章要做多少实验?

做干湿结合思路瞬间提升性价比!

文章+课题思路同时get~ 

最近朋友圈都在刷“双硫死亡”,距离去年的铜死亡提出才不到1年,又一新型细胞死亡方式就提出来了。有了新热点,又有了做生信分析的新方向啦~可以先为下一个课题做好准备!

(感兴趣的可以联系小云,超多个性化、创新性高的分析思路供你选择!)

但是今天小云要说的是与多种细胞死亡都相关的热点“线粒体”,比如铜诱导的细胞死亡需要线粒体呼吸,通过铜离子与线粒体呼吸中的三羧酸循环(TCA)中的脂酰化成分直接结合而引发细胞死亡。那双硫死亡中线粒体是否也有参与呢?我们可以静待相关的研究结果~

线粒体既经典又热门,在国自然中所占比重也是位于前列。通过生信分析线粒体仍然是不错的选择,筛选出关键基因后,就可以设计后续的课题思路了。

而且小云还为大家准备了线粒体与细胞死亡相关的生信系列课,为你揭秘性价比最高的切入方式!感兴趣的小伙伴赶紧戳链接吧:https://m.qlchat.com/wechat/page/channel-intro?channelId=2000018877177202 

小云今天分享一篇8分+分析线粒体和免疫浸润的生信文章,来看看干湿结合如何轻松提分吧~

题目:线粒体代谢紊乱和免疫浸润在糖尿病心肌病中的作用:来自生物信息学分析的新见解

杂志:Journal of translational medicine

影响因子:8.44

发表时间:2023年2月

数据信息

研究思路

糖尿病性心肌病(DCM)芯片数据来源于GEO数据库,通过GEO2R筛选差异表达基因(DEGs),并进行GSEA、GO和KEGG通路分析。获得线粒体相关DEGs (MitoDEGs)。构建PPI网络,并通过CytoHubba、MCODE和CTD评分确定与DCM或心力衰竭(HF)密切相关的hub MitoDEGs。利用Cytoscape和miRWalk数据库分别预测MitoDEGs的转录因子和靶miRNA,并建立调控网络。用ImmuCellAI分析DCM的免疫浸润模式,用Spearman方法研究MitoDEGs与免疫浸润丰度的关系。建立大鼠DCM模型,验证hub MitoDEGs的表达及其与心功能的关系。

主要结果

1. DCM中的DEGs和功能富集分析

对三个DCM相关的GEO数据集进行分析,分别筛选差异表达基因(DEGs)。GSEA显示,三个数据集中的DEGs主要参与脂质和脂肪酸代谢及免疫相关通路,通过GO和KEGG通路对DEGs进行功能富集,发现主要在线粒体功能及成分、能量代谢、炎症免疫、缺氧及氧化还原反应、免疫等通路。

图1.DEGs的GO和KEGG富集分析

2. 分析线粒体相关DEGs (MitoDEGs),并进行PPI网络分析和hub MitoDEGs的识别

从MitoCarta3.0数据库中检索线粒体相关基因,从三个数据集中选取与DEGs重叠的基因作为MitoDEGs。将每个数据集的MitoDEGs进行组合,得到67个MitoDEGs,其中与正常样本相比,DCM样本中表达上调的基因有35个,下调的基因有32个。

使用STRING数据库构建67个MitoDEGs的PPI,并与Cytoscape进行网络可视化。从PPI网络中鉴定出11个候选hub MitoDEGs。

图2. DCM中的MitoDEGs、PPI网络分析和关键MitoDEGs的识别

3. hub MitoDEGs与DCM/HF的关系,并构建MitoDEGs - TF - miRNAs调控网络

应用CTD数据库预测hub MitoDEGs与DCM/HF之间的关系(图5a-b)。通过预测相关的TF和miRNAs,探索hub MitoDEGs的上游调控。利用Cytoscape插件iRegulon预测hub MitoDEGs的转录因子,构建了包含19个转录因子的hub MitoDEGs-TF调控网络(图5c)。利用miRWalk 3.0对hub MitoDEGs的miRNA进行预测,构建MitoDEGs-miRNAs调控网络(图5d)。

图3. Hub MitoDEGs与DCM/HF的关系及MitoDEGs-TFs-miRNAs调控网络

4. DCM中的免疫细胞浸润分析以及Hub MitoDEGs与免疫细胞的关系

使用ImmuCellAI算法分析36种免疫细胞类型的浸润情况,并比较了GEO数据集中DCM组和CON组的浸润情况。采用Spearman方法分析hub MitoDEGs与免疫细胞之间的关系。

(ps:免疫细胞浸润分析也可以用小云新开发的零代码生信分析小工具实现,云生信分析工具平台包含超多零代码分析和绘图小工具,上传数据一键出图,感兴趣的小伙伴欢迎来尝试哟,网址:http://www.biocloudservice.com/home.html

图4. 免疫浸润分析和MitoDEGs与免疫细胞的关系

5. 实验验证

构建DCM组大鼠模型,通过qRT-PCR检测9种MitoDEGs在大鼠心室的表达。通过western blotting和免疫组化进一步验证了DCM组和CON组之间关键蛋白表达。进一步分析hub MitoDEGs与心功能(EF%、FS%和LVIDs)的关系。


总结

这篇文章的分析内容比较简单,主要的亮点就是分析了线粒体相关基因,以及其与免疫细胞浸润的相关性,最后通过动物实验验证关键基因的表达。发到8分+就可以看出线粒体在非肿瘤中的表现依然强劲!

这种干湿结合的方式可以学习起来,是现在发文的趋势哦!而且筛选出关键基因后,后面可以设计“关键基因通过线粒体影响免疫微环境调控疾病”等的课题思路~

另外,还有云生信在线分析的小工具能够帮助大家进行分析,操作简单,绝对值得尝试!

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