“代谢重编程”可不止“Warburg effect”效应，“糖代谢”相关基因也能做肿瘤诊断和预
“代谢重编程”一直是近年来的肿瘤研究热点，其国自然中标数量（图1）和Pubmed发文数增长明显（图2）。
图1 “代谢重编程”的国自然中标数量
图2 “代谢重编程”的pubmed发文数量
代谢重编程是指细胞为满足能量需求，改变代谢模式促进细胞增殖和生长，包含糖代谢、脂代谢、氨基酸代谢等。其中，糖代谢的改变可谓是最主要的特征，除了经典的“Warburg effect”效应外，众多参与“糖代谢”相关基因（carbohydrate metabolism related genes，CRGs）也可以作为代谢重编程的标志基因，进行肿瘤的诊断和预测。这个方向，今年也有近30篇生信挖掘的文章，虽比不上“铁死亡”等250篇的数量多，但毕竟竞争也小，可以作为一个备选项进行挖掘（图3）。
图3 “糖代谢”相关基因的生信挖掘发文数量
下面，我们就具体分享一篇8+的纯生信分析的CRGs相关文章，进行示例展示，方便大家复现。（如果没有分析思路或者文献复现有困难，可以找小云，超多创新性高的分析思路和分析服务供你选择！）
题目：急性髓系白血病糖代谢相关基因的预后模型和免疫应答的模型构建
杂志：Front Immunol
影响因子：IF=8.8
发表时间：2022年12月
研究思路
基于GEO和TCGA中的AML患者基因表达及预后信息，使用单变量回归和LASSO回归通过分析，构建了一个由10个CRGs相关基因组成的预后模型。利用这个模型，根据风险评分，将患者被分为高风险组和低风险组。进一步使用TCGA和GEO公共数据队列，来验证了模型的有效性，证明CRGs基因可以作为AML生存率预测评价（如下图）。
分析结果
1. AML诊断相关的糖代谢相关基因（CRGs）获取及模型构建
将KEGG下载的355个糖代谢相关基因（CRGs），在TCGA中117个AML患者中进行相关性分析，共获得15个与预后显著相关的CRGs（图4A）。利用LASSO回归分析，鉴定出10个基因可以用来进行预后模型构建，将患者分为低风险组和高风险组（图4B-C）。IDH3G、G6PD、DCXR、CYB5R3、ACADS、PFKL和 CDIPT在高风险组显著高表达（图4D）。
图4 AML诊断相关的糖代谢相关基因（CRGs）获取及模型构建
2. 生存分析验证CRGs相关基因集对AML的诊断价值
生存分析表明，高风险组患者的生存期显著低于低风险组（图5 A）。另外，CRGs基因集的1、3和 5年AUC值分别达到了0.80, 0.74和0.87（图5 B），显著高于免疫检查点基因集和自噬基因集等，表明CRGs基因的临床应用价值较高。单变量Cox回归分析表明AML患者的CRGs特征的具有较高的预测独立性，同时，年龄和风险评分与患者的OS显著相关（图5 C）。
图5 CRGs相关基因集对AML的诊断价值的验证
3. GEO数据集中验证CRGs基因集的预测能力
分别在GEO数据集GSE37642和GSE12417中进行CRGs基因集的组间比较以及生存分析，验证分析确认了CRGs基因集的预测能力（图6 A-F）。
图6 CRGs相关基因集在GEO数据集中的验证
4. 高风险组VS低风险组患者的差异基因分析
为了进一步阐明CRGs基因集对于AML患者生存期的作用机制，对基于CRGs基因集所分成的高风险组VS低风险组患者的差异表达基因进行了功能分析。
共鉴定了699个DEG，相比较于低风险组，共有457个基因在高风险组上调，242个基因下调（图7A、B）。GO的富集分析显示这些DEG显著富集于免疫反应和碳水化合物代谢，并且碳水化合物代谢途径和免疫应答途径基因均在高风险组上调（图7C）。这些结果表明CRGs基因可能在免疫激活中发挥重要作用。
图7 高风险组和低风险组患者的差异基因分析
5. 不同风险人群的免疫细胞比例和相关性分析
作者使用CIBERSORT算法研究了训练集中不同风险人群的22种免疫细胞类型的免疫细胞特性（图8E–F），发现低风险组患者的记忆CD4+T细胞比例显著高于高风险组，而低风险组的单核细胞比例显著低于高风险组（图8G）。
图8 不同风险人群的免疫细胞比例和相关性分析
文章小结
这篇文章是通过“糖代谢”相关基因（carbohydrate metabolism related genes，CRGs）来阐述肿瘤“代谢重编程”这个主题的，并且文中也比较发现了，在作者选用的AML数据集中，CRGs基因的预后能力是强于自噬基因和免疫检查点基因的，表明CRGs基因的优先级。
同时，除了糖代谢重编程之外，“代谢重编程”这个主题其实还有其它方面，比如：
1）脂肪酸代谢重编程
2）氨基酸代谢重编程
并且还可以关注代谢重编程发生在哪种细胞中？诱导因素有哪些等？可谓换个角度就是一篇文章，暂时还未做这方面分析的，那么赶紧动手吧，抓紧复现。
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