2024-06-16

41分是怎样炼成的！！！TCGA+GTEx老树开新花，纯生信也能发高分！

小途生信果 2024-02-19 19:00:37

转自公众号：生信路
http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0MDQ2MTU0Mg==&mid=2247489203&idx=1&sn=4934791ca2332be2071169338e963c9d

任何人没看到这篇文章小途都会很伤心！！

TCGA可以说是各位生信宝宝们的入门数据库，但其中的肿瘤数据已经被前辈们深耕良久。单一肿瘤的靶点筛选太过俗套，下面小途借着今天的宝藏文章教宝宝们如何玩出新意，玩出高分~

今天这位作者联合TCGA-GTEx数据库搞出了几十种肿瘤联合靶点筛选的大动静，如此丰富的数据量还不把编辑看的眼花缭乱？生信经典的操作（GSEA、预后分析、免疫浸润等）也因为庞大的工作量而不显得普通，海量的工作也换来了41分的优秀结果。（ps：不知道怎么创新的宝宝来找小途！这里有新鲜出炉的生信热点方向，还有一茬接一茬的创新型思路…感兴趣的直接扫码找我噢！）

题目：细胞分裂1蛋白的调节:

一个潜在的致癌驱动因子

杂志：Molecular Cancer

影响因子：IF=41.4

发表时间：2023年8月

研究背景

由PRC1编码的细胞质分裂1蛋白调节因子对细胞质分裂至关重要。根据COMPARTMENTS 数据库的信息，PRC1广泛存在于细胞核、细胞质、细胞骨架、细胞外空间和质膜中。早在2007年，就有报道称PRC1在膀胱癌中的致癌作用。尽管PRC1在某些癌症的细胞周期、细胞增殖、自我更新、干性、肿瘤生长、上皮间充质转化(EMT)、迁移、侵袭、干性和转移中发挥着关键作用，但除了PRC1和Wnt信号之间的正反馈回路外，其潜在的分子机制尚未明确。据报道，PRC1有助于LIHC的免疫抑制微环境，这表明应该研究其潜在的免疫作用。

数据来源

研究思路

首先通过差异表达分析和生存分析，揭示在多种实体肿瘤中PRC1表达情况，以及与预后的关系。随后通过富集分析研究PRC1在多种癌症中的功能作用。免疫浸润研究PRC1与免疫微环境中的某种细胞富集相关。此外还探索了调控PRC1表达的转录因子、miRNA和DNA甲基化等因素。通过蛋白质相互作用和功能富集分析，进一步验证了PRC1与共表达基因的关联。

主要结果

1. PRC1在肿瘤中的高表达及其预后价值

TCGA + GTEx数据集的RNA-seq数据表明，除了TGCT和LAML外，PRC1 mRNA在大多数实体瘤中明显高于正常组织(图1A)。CPTAC数据库的蛋白质组学数据证实，8种癌症组织中PRC1的表达水平较高(图1B)。在9种癌症中，PRC1的高表达预示着较差的DSS、OS和PFI（图1C）。

图1. PRC1的临床意义

2. PRC1在恶性肿瘤中的功能作用

基于TCGA数据集大量的RNA-seq数据，将病人样本按照PRC1的高低表达分组，在36种癌中共发现有58个基因过表达，20个基因低表达。GSEA通路分析发现， PRC1-high组在所有癌症类型中都富集到细胞周期相关基因(图1D)。此外，PRC1在除COAD外的所有癌症类型中与DNA损伤和修复呈正相关(图1E-F)。

图1.两组样本差异基因通路富集。

3. 肿瘤中基于prc1的基因相关性及共表达分析

基于TCGA数据库的RNA-seq数据(Log2 (TMP + 1))检测36种癌症类型中PRC1与56,493个基因的Spearman相关性，共有40个基因与PRC1高度相关。按PRC1表达分组的36种癌型中40个基因的共表达热图如图2A-C。进一步分析蛋白质-蛋白质相互作用(PPIs)验证了PRC1与40个共表达基因的功能和物理蛋白关联 (图3A)。通路分析证实PRC1及其40个共表达基因参与细胞周期、DNA修复、DNA损伤、RHO GTPse相关通路、微管细胞骨架组织和染色体分离、组织和凝聚(图3B-C)。（ps：功能富集分析、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，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：

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图2 .PRC1相关基因表达热图

图3. PRC1共表达基因热图，PPI网络与富集分析

4. PRC1上游调控

两个CpG位点cg14398957和cg01407062的甲基化水平与PRC1 mRNA表达呈负相关(图S1)。这两个CpG位点的甲基化在多种癌症中具有良好的预后(图4G)。通过HumanTFDB等6个数据库共预测了147个调控PRC1表达的潜在TFs，KnockTF2.0数据库分别列出了21个和67个下调和上调PRC1表达的TFs(图4H)。五个数据库(TargetScanHuman_8.0, miRWalk和miRDB, MicroT-CDS和TarbaseV7.0)用于探索靶向PRC1的miRNA。预测了61个mirna具有沉默PRC1的巨大潜力，然后对Tarbase v8.0数据集进行分析，鉴定出69个实验验证的PRC1靶向miRNA。其中，10个miRNA在相关分析和功能分析之间重叠(图4I)。

图S1. CpG甲基化水平与PRC1 mRNA拟合曲线

图4. PRC1上游调节因子。

5、肿瘤中prc1相关的免疫浸润

PRC1与2型辅助类CD4+ T淋巴细胞(TH2细胞)在所有肿瘤中的富集呈正相关(图5A)。TIMER2.0的结果也一致表明，癌症中PRC1和TH2富集之间存在正相关(图5B)。在一些癌症中，PRC1与大多数TH2细胞标记物显著相关(图5C)。此外，在几种癌症中，PRC1与一些免疫检查点基因(CD274、CTLA4、HAVCR2、LAG3、PDCD1、PDCD1LG2、TIGIT和CD86)呈正相关，尤其是BLCA、BRCA、KIRC、LUAD、LIHC、PRAD和THCA(图5C)。此外，在LICH、LUAD、PAAD、SARC和UCEC中，高PRC1 mRNA预测肿瘤内TH2细胞水平较高的患者预后较差。对于缺乏TH2的LUAD、SARC和UCEC肿瘤，PRC1的这种预测价值消失了，这表明PRC1和TH2细胞浸润之间存在显著的相互作用(图5D)。

图5.PRC1与肿瘤微环境的关系。

文章小结

作者在实现本文之前一定是查阅过大量的文献，将前列腺癌中提取到的一种异常表达蛋白PRC1拓展到全部类型的肿瘤中，在以往单一肿瘤数据挖掘的基础上工作量提高了数十倍。对于精力有限的小伙伴也可以从本文涉及到的肿瘤中提取两到三种类型，沿着功能通路富集——筛选共表达基因——免疫浸润分析的思路进行复现，从而达到举一反三的效果。

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