8+非肿瘤生信，bulk连系单细胞连系尝实考证，又是非肿瘤 ...

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来历：知乎






影响因子：8.786
关于非肿瘤生信，我们也解读过很多，首要有以下范例
1 单个疾病WGCNA+PPI分析挑选hub基因。
2 单个疾病连系免疫浸润，铁灭亡，自噬等基因集，机械进修算法等。
3 两种相关疾病结合分析，包括非肿瘤连系非肿瘤，非肿瘤连系肿瘤大概非肿瘤连系泛癌分析
4 基于分型的非肿瘤生信分析

今朝非肿瘤生信发文的门坎较低，有需要的朋友接待交换！

研讨概述：
在继发性脊髓损伤（SCI）中，受损脊髓的免疫微情况在脊柱再生中起侧重要感化。在免疫微情况成份中，巨噬细胞/微胶质细胞在脊髓损伤亚急性阶段起着促炎症和抗炎的两重感化。这项研讨旨在识别SCI亚急性期的免疫关键基因和靶向治疗药物。研讨成果表白在脊髓损伤的亚急性期，巨噬细胞/小胶质细胞中的B2m、Itgb5和Vav1能够是促进神经再生的关键治疗靶点。此外，低剂量地西他滨能够经过调理巨噬细胞/小胶质细胞的极化状态促进脊髓再生。
流程图：



研讨成果：
一、关键调控基因的判定
按照RNA-seq数据集的主成份分析成果，SCI组(3 dpi和7 dpi)的22个样本特征与假手术组(图2A)有明显区分。热图和火山图表白这些样品中存在1387个DEGS，包括947个上调基因和440个下调基因(图2B，C)。



2. GSE5296和GSE47681中的22个样本均满足条件，停止WGCNA分析(图3A)。肯定了与SCI明显相关的五个模块(图3C、D)，其中黄色模块最明显。模块之间关联的热图如图3e所示。黄色模块中686个基因与SCI基因重要性的相关系数为0.97(图3F)。



二、关键调控基因的综合分析
1.在韦恩图中，452个基因在DEG和黄色模块基因之间穿插（图4A）。这些调控基因首要在生物路子中富集，如淋巴细胞活化的负调控、抗原的处置和外源肽抗原的表达以及匹敌原刺激的炎症反应的正调控(图4B)。
2.进一步的免疫途径富集分析表白，关键的调控基因触及干扰素-γ，免费样受体信号通路(图4C)。经过MCODE挑选了29个关键基因(图4A，D)。这些关键基因介入免疫球卵白发生、ECM受体、内皮细胞分化的正调控(图4E)。



三、免疫细胞浸润分析
1.作者计较了样本中22个免疫细胞的含量（图5A）。每个样本中免疫细胞品貌的热图如图所示5B. 此外又分析了这些样本中免疫细胞的相关性（图五C），发现M0巨噬细胞与活化NK细胞的正相关性最强，而M1巨噬细胞与M2巨噬细胞的负相关性最强。此外，SCI组的CD8+T细胞、M2巨噬细胞和静息树突状细胞水均匀高于假手术组。同时，脊髓损伤组的浆细胞、记忆性CD4+T细胞、滤泡帮助性T细胞、活化的NK细胞和M0巨噬细胞水均匀低于假手术组（图5D）。
2.29个hub基因的表达矩阵热图如图6A所示。6个基因（Vav1、Itgb5、B2m、Col1a2、Col4a5、Col6a2）被肯定为免疫中枢基因（图6B）。按照棒棒糖图（图6C）的成果，Itgb5与静息树突状细胞的正相关性最强，Col6a2与浆细胞的负相关性最强。





四、ScRNA-seq 分析
1.在UMAP图(图7A)上判定出10个细胞簇(星形胶质细胞、B细胞、内皮细胞、室管膜细胞、粒细胞、小胶质细胞、巨噬细胞、单核细胞、NK细胞、少突胶质细胞)。功用富集分析成果表白，细胞簇的功用首要集合在淋巴细胞增殖调理、白细胞活化负性调理和免疫路子中的小胶质细胞活化等方面。(图7B)。
2.图7C，D显现了免疫关键基因在每个簇中的表达百分比。在这些免疫关键基因中，Vav1，Itgb 5，B2M是小胶质细胞/巨噬细胞的特征基因(图7E)。B2M和Itgb 5首要散布于小胶质细胞(TREM 2，C1qa，Fcrls)，Vav1首要散布于巨噬细胞(CX3CR1，CSF1R，Cst 3)。10个细胞簇间相互感化的数目和强度如图7F所示。免疫细胞中，B细胞与单核细胞、巨噬细胞与星形胶质细胞、单核细胞与内皮细胞、NK细胞与神经节细胞亲近相关。小胶质细胞与内皮细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞有很强的相关性。






五、免疫中心基因的考证和药物猜测
在整体RNA-seq数据集合，B2m、Itgb5和Vav1在SCI组均高表达（图8A），与7 dpi的qRT-PCR考证成果分歧（图8B）。基于DSigDB数据库的成果，作者猜测地西他滨（P=0.02）能够是一种连系这些免疫中枢基因的小份子化合物（图8C）。利用AutoDock软件（图8D-F）成功地猜测了地西他滨与B2m、Itgb5和Vav1卵白的能够连系位点。



六、体内功用和构造学评价
1.作者建造了T9钳形SCI模子（图9A），观察到地西他滨组在SCI后6周MEPs改良（图9B）。Basso-Beattie-Bresnahan活动测试评分在脊髓损伤后6周内也有改良，但在脊髓损伤后4周内无统计学意义(图9C)。心脏、肾脏、肝脏、肺、胃和脾脏的HE染色在6周内未显现出明显的形状学变化(图9D)。
2.与SCI+PBS组相比，亚曲他滨组Arg-1、IL-4、IL-10水平升高(P<0.0 5)(图9E)。同时，依地他滨组iNOS、TGF-α和IL-1b水均匀低于对照组。在十米他滨刺激下，CD 206表示出较强的红色荧光，而iNOS则表示为弱红色荧光。这些成果都支持巨噬细胞/小胶质细胞从M1型过渡到M2型(图9F)。




研讨总结：
本研讨操纵Bulk RNA-seq和sc RNA-seq的组合，肯定了SCI后免疫细胞簇和免疫中枢基因的变化，并发现了可以调理巨噬细胞/小胶质细胞极化以改良神经功用的药物，本研讨中对脊髓损伤后免疫微情况的摸索和免疫中枢基因的判定，能够为寻觅更有用治疗脊髓损伤小胶质细胞的方式供给科学的根据。




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