肿瘤代谢生信思路再度升级——代谢表型分析+预后模型构建+关键基因功能实验，干湿结合

“肿瘤代谢”作为国自然热点榜的Top级热点方向，不论是生信分析还是实验性研究都广受关注~ ~

但正因为“肿瘤代谢”是个经典的研究方向，生信文章的发表也越来越多，那么发文竞争性就会变大，如果想做这个方向，又该如何提高自己的竞争力呢？

那就得拼思路创新性和验证实验了！思路创新+实验验证两条腿走路，高分文章分分钟到手！

但如果没办法同时做到，选其一也可，比如小云之前推荐的好多创新性思路。（ps：可以根据自己的研究方向来选择性取用哦，定制或复现思路也可以找小云）还有就是添加一些验证实验，做成“干湿结合”类文章。现在“干湿结合”的生信发展大趋势已经到来了，目前利用新颖一点的思路加一些简单的表达验证实验还可以发高分，但可以预见是的后面杂志对加实验要求也会越来越高，所以还是得早下手为强！

今天小云就分享一篇8分+ 肿瘤代谢方向的生信思路——代谢表型分析+预后模型构建+关键基因功能实验，代谢表型分析思路有点小创新，再加上丰富的功能实验，打造成升级版干湿结合文章，拿下8分+还是比较容易的，一起看看吧~ ~ 

l 题目：肾细胞癌的代谢分类揭示了与临床和免疫特征的内在联系

l 杂志：Journal of Translational Medicine

l 影响因子：IF=8.44

l 发表时间：2023年2月

数据来源

研究流程

在TCGA队列中进行无监督的共识聚类进行代谢分类。比较不同聚类间GESA、mRNAsi、预后、临床特征、突变负荷、免疫浸润的差异，并分析不同聚类间的差异表达基因。基于代谢基因特征构建预后模型和列线图，并使用外部ICGC数据集进行验证。利用HPA数据库和收集的临床组织样本的IHC结果验证正常组织和肿瘤样品中的基因表达水平。应用CCK8、凋亡分析、qPCR、皮下移植小鼠模型和流式细胞仪分析研究ACAA2在肿瘤进展和抗肿瘤免疫中的作用。

主要结果

1. 肾细胞癌代谢表型聚类分析

基于代谢基因的表达水平，利用ssGSEA对TCGA队列人群进行评分，并对评分进行一致性聚类分析，将这些患者分为低代谢表型(C1)、中代谢表型(C2)和高代谢表型(C3)三类（图1A, B）。比较了3个代谢亚群的突变负荷（图1C），利用OCLR机器学习算法计算和比较不同代谢亚群的mRNAsi（图1D）。KM生存曲线评估3个代谢亚群的DFS和OS预后（图1E）。（ps：这里用到的一致性聚类分析、突变分析、KM生存曲线绘制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1 肾细胞癌代谢表型聚类分析

2. 不同代谢亚群的免疫浸润分析

使用Estimate算法计算3个代谢亚群的免疫、基质和估计评分（图2A）。ssGSEA算法来分析3个代谢亚群的免疫浸润差异（图2B）和免疫相关基因的表达（图2F）。（ps：免疫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，感兴趣的小伙伴欢迎来尝试哟，网址：http://www.biocloudservice.com/home.html）。

图2 免疫浸润分析

3. 代谢相关预后模型的建立和验证

首先对三个代谢亚群进行了差异表达分析，并确定了1054个DEGs（图3A），然后使用MEGENA方法在RCC的代谢基因网络中鉴定了243个共表达模块（图3B），将DEGs和MEGENA基因取交集获得25个候选代谢基因（图3C）。TCGA队列以7:3的比例分为训练集和测试集，在训练集中进行单变量Cox回归分析、Lasso回归分析，确定6个基因建立预后模型（图3D）。根据中位风险评分，将患者分为高风险组和低风险组，进行KM生存分析评估预后差异并并利用ROC曲线评估模型的敏感性和特异性（图3F, G）。最后，综合风险评分、病理T、病理分期和年龄构建列线图，校准曲线和C指数评估列线图预测模型的一致性和判别能力（图3H, I）。

图3 代谢相关预后模型的建立和验证

4. 风险评分与免疫检测点表达相关性分析和药敏性分析

采用Spearman相关风险评分与免疫检测点分子表达的相关性（图4B）。选择GDSC数据库中198种肾癌药物分析高或低风险组中的药物敏感性（AUC值）（图4C）。

图4药敏性分析

5. 评估预后模型的诊断价值

基于预后模型中的6个基因在TCGA队列中进行t-SNE聚类（图5A），显示6个基因可以区分癌症患者与正常患者。绘制6基因特征逻辑回归模型的ROC曲线，AUC值为0.856，表明具有优异的诊断性能（图5B）。在HPA数据库中验证6个基因的蛋白表达（图5D），收集来自同济医院的RCC肿瘤和正常组织进行IHC实验验证关键基因ACAA2的表达（图5E）。（ps：预后模型拿来做诊断性能评估的分析比较少见，增加了模型的临床应用性，是个小亮点，快拿出小本本记起来吧！）

图5预后模型诊断价值的评估

6. 关键基因ACAA2的功能验证

在肾癌细胞中过表达ACAA2，通过CCK8和PI实验检测ACAA2对细胞增殖和凋亡的影响（图6A, B）。建立小鼠异种移植模型，检测ACAA2过表达对肿瘤体积增长、肿瘤浸润CD8+T细胞的影响（图6D, E）。

图6 ACAA2的功能验证

文章小结

这篇肿瘤代谢方向的文章，首先基于代谢模式进行分型分析，再构建预后模型，最后还有关键基因的表达和功能验证，内容非常丰富，并且验证实验做到了细胞和动物模型中的功能研究，属于升级版的干湿结合思路，所以拿下8分+文章也是比较轻松的。“干湿结合”的生信发文趋势已经带来，思路赶快码住，换个癌种就能复现啦！