摘要分享m7G修饰(生信相关)

学术   2024-10-11 18:06   湖北  

m7G修饰:m7G是RNA鸟嘌呤第七位的N上发生甲基化修饰,是一种在生物体(真核、原核、古细菌)中普遍存在且进化上保守的RNA修饰。m7G在mRNA 5’cap、mRNA内部、tRNA、rRNA、miRNA上均有被鉴定到,并广泛影响RNA加工、稳定、出核、成熟和翻译。

1. 肺动脉高压m7G甲基化修饰模式及肺血管免疫微环境分析

背景:m7G甲基化修饰在心血管疾病发展中起着重要作用,免疫微环境的失调与肺动脉高压(PAH)的发病机制密切相关,但目前尚不清楚m7G甲基化是否通过影响免疫微环境参与PAH的进展。

方法:从GEO数据库获取PAH的基因表达谱,并对m7G调控因子进行差异分析;采用机器学习算法筛选特征基因,包括LASSO回归曲线、随机森林、支持向量机模型;构建列线图模型,采用ROC曲线评估疾病特征基因诊断价值;采用无监督聚类方法对m7G差异基因进行一致性聚类分析,采用ssGSEA算法估计PAH中m7G调控因子与免疫细胞浸润的关系并分析与疾病特征基因的相关性,最后通过筛选出的特征基因对上市药物进行评价。

结果:鉴定了15种m7G差异基因。通过机器学习算法鉴定出CYFIP1、EIF4E和IFIT5为特征基因。同时,通过一致性聚类鉴定出两种m7G分子亚型(簇A/B)。此外,免疫细胞浸润分析显示,m7G簇B中活化CD4 T细胞、调节性T细胞和2型T辅助细胞上调,m7G簇A中NK细胞亚群(CD56dim)、MDSC和单核细胞上调。选择钙蛋白酶抑制剂 I 和依维莫司可能治疗PAH。

结论:研究确定CYFIP1、EIF4E和IFIT5为PAH的新型诊断生物标志物。此外,它们与免疫细胞浸润的关联可能有助于PAH免疫治疗的发展。

2. 阿尔茨海默病中m7G相关分子亚型、免疫特征和特征基因的鉴定与实验验证

背景:研究表明,m7G修饰在神经系统疾病中起着关键作用。然而,m7G在阿尔茨海默病(AD)中的确切作用和与免疫微环境的关系在很大程度上仍然未知。

方法:研究数据集包括667个AD样本和503个对照样本,这些样本选自GEO数据库中的8个数据集;从以往文献中获得m7G调节基因。m7G调节基因通过共识聚类分析鉴定AD亚型,评估AD亚群的临床特征、免疫浸润和生物学功能。不同类型的机器学习算法组合用于识别AD基因。通过qRT-PCR、免疫荧光和免疫组化评估和验证已识别基因的诊断性能。

结果:A亚群和B亚群是AD的两个不同亚群,A亚群病理进展和免疫浸润较差,是AD的高危亚群。A亚群的差异表达基因富集于免疫和突触相关通路,提示这些基因可能通过调节免疫相关通路促进AD进展。此外,还鉴定了5个特征基因(AEBP1、CARTPT、AK5、NPTX2和COPG2IT1),用于构建具有良好预测AD能力的列线图模型。动物实验分析进一步证实这些特征基因与AD发展相关。

结论:本研究是首次揭示m7G RNA修饰、免疫微环境和AD发病机制之间密切相关的研究。还确定了与AD相关的五个特征基因,进一步有助于理解AD的潜在机制和潜在治疗靶点。

3. 心力衰竭中m7G调节因子介导的RNA甲基化修饰模式及相关免疫微环境调节特征的鉴定

背景:m7G修饰已被报道在多种病理生理过程中调节RNA表达。然而,对其在心力衰竭(HF)中的作用及其与免疫微环境的关系知之甚少。

结果:纳入GEO数据库中6个基因芯片数据集的124例HF患者和135例非衰竭供者(NFDs),分析m7G调节因子的表达谱。结果显示,14例m7G调节因子在HF患者和NFDs的心脏组织中表达存在差异。此外,通过交叉组合最优子集回归、随机森林和正则化等3种机器学习方法,建立了易于区分HF患者和NFDs的5基因m7G调节因子诊断特征(NUDT16、NUDT4、CYFIP1、LARP1和DCP2)。通过qRT-PCR进一步验证了5基因m7G调节因子特征在人体样本中的诊断价值。此外,采用共识聚类算法将HF患者分为不同的分子亚型。发现了两种不同的m7G亚型心衰,它们具有独特的m7G修饰模式、功能富集和免疫特征。此外,还发现了两个基于m7G亚型相关基因的基因亚群。利用单样本基因集富集分析(ssGSEA)评估免疫微环境的变化。最后,利用蛋白质相互作用网络和加权基因共表达网络分析(WGCNA),我们确定UQCRC1、NDUFB6和NDUFA13是与心脏功能有显著临床相关性的m7G甲基化相关中心基因。

结论:我们的研究首次发现m7G RNA修饰和免疫微环境在HF发展中密切相关。鉴定了五基因m7G调节器诊断HF的特征和三个m7G甲基化相关中心基因,为HF的潜在机制和有效治疗提供了新的见解。

4. 基于N7 -甲基鸟苷相关lncRNA预测膀胱癌预后和肿瘤免疫景观的创新模型

背景:N7-甲基鸟苷(m7G)修饰作为一种新型的转录后修饰,在包括膀胱癌(BCa)在内的许多癌症的发生、发展和侵袭中起着至关重要的作用。然而,m7G相关lncRNA在BCa中的综合作用仍未被发现。本研究旨在建立一个基于m7G相关lncRNA的预后模型,并探讨其对预后和抗癌治疗敏感性的预测价值。

方法:从TCGA数据库中获得RNA-seq数据和相应的临床病理学信息,并从既往研究和GSEA中收集m7G相关基因。基于LASSO和Cox回归分析,开发m7G相关lncRNA的预后模型。KM生存分析和ROC曲线来评估模型的预测能力。进行基因集富集分析(GSEA)以探索低风险和高风险群体之间差异背后的分子机制。还调查了免疫细胞浸润、TIDE评分、肿瘤突变负荷(TMB)、常见化疗药物的敏感性以及两个风险群体之间对免疫治疗的反应。最后通过qRT-PCR验证了这10个m7G相关lncRNAs 在 Bca 细胞系中的表达水平。

结果:建立了一个与BCa患者OS显著相关的由10个m7G相关lncRNA组成的m7G预后模型(风险评分)。KM生存曲线显示,高危组患者的OS明显低于低危组。Cox回归分析证实,风险评分是BCa患者显著的独立预后因素。作者发现,高危组的免疫评分和免疫细胞浸润较高。此外,常见抗BCa药物敏感性结果显示,高危组对新辅助顺铂化疗和抗PD-1免疫治疗更敏感。最后,qRT-PCR显示,BCa细胞系中AC006058.1、AC073133.2、LINC00677和LINC01338的表达水平显著下调,而与正常细胞系相比,BCa细胞系中AC124312.2和AL158209.1的表达水平显著上调。

结论:m7G预后模型可以准确预测预后,为临床医生制定更好的基于个体的精准治疗策略提供稳健的方向。

5. 头颈部鳞状细胞癌中一种基于m7G调节因子的新型甲基化模式

摘要:RNA m7G异常修饰影响肿瘤发生和发展。然而,其在免疫调节、肿瘤微环境(TME)调节和肿瘤促进中的作用机制仍未知。基于转录组学、单细胞序列和空间转录组学数据进行了一系列计算机辅助生物信息学分析,以确定头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)中的m7G修饰模式。根据33个m7G调节因子的表达情况采用共识聚类方法。采用ESTIMATE、CIBERSORT和单样本基因集富集分析算法研究免疫细胞浸润特征。建立了名为m7Gscore的预后模型。使用Seurat、SingleR和Monocle2分析单细胞序列谱。使用STUtility整合多个空间转录组数据集。进行qRT-PCR、Transwell和划痕试验来验证癌基因。在这里,三种不同的m7G修饰模式在HNSCC患者中被突出显示,它们也与各种临床表现和三种代表性免疫表型有关:免疫炎症型、免疫豁免型和免疫沙漠型。m7Gscore较低的患者具有更高的免疫细胞浸润、更好的总生存率、更小的肿瘤突变负担(TMB)、对靶向抑制剂治疗的较低敏感性和更好的免疫治疗反应。此外,DCPS、EIF4E、EIF4E2、LSM1、NCBP2、NUDT1和NUDT5被确定在T细胞分化中发挥关键作用。LSM1/NUDT5的敲低可以抑制HNSCC细胞的恶性程度。总的来说,对单个HNSCC患者m7G修饰模式的定量评估有助于确定更有效的免疫治疗方法并改善HNSCC的临床结果。

1. Wang D, Mo Y, Zhang D, Bai Y. Analysis of m7G methylation modification patterns and pulmonary vascular immune microenvironment in pulmonary arterial hypertension. Front Immunol. 2022 Dec 5;13:1014509. doi: 10.3389/fimmu.2022.1014509. PMID: 36544768; PMCID: PMC9762157.

2. Lian P, Cai X, Wang C, Zhai H, Liu K, Yang X, Wu Y, Ma Z, Cao X, Xu Y. Identification and experimental validation of m7G-related molecular subtypes, immune signature, and feature genes in Alzheimer's disease. Heliyon. 2024 Jul 1;10(13):e33836. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e33836. PMID: 39027505; PMCID: PMC11255592.

3. Ma C, Tu D, Xu Q, Wu Y, Song X, Guo Z, Zhao X. Identification of m7G regulator-mediated RNA methylation modification patterns and related immune microenvironment regulation characteristics in heart failure. Clin Epigenetics. 2023 Feb 13;15(1):22. doi: 10.1186/s13148-023-01439-3. PMID: 36782329; PMCID: PMC9926673.

4. Ren L, Yang X, Liu J, Wang W, Liu Z, Lin Q, Huang B, Pan J, Mao X. An innovative model based on N7-methylguanosine-related lncRNAs for forecasting prognosis and tumor immune landscape in bladder cancer. Cancer Cell Int. 2023 May 8;23(1):85. doi: 10.1186/s12935-023-02933-7. PMID: 37158958; PMCID: PMC10165842.

5. Ying Y, Zhang W, Zhu H, Luo J, Xu X, Yang S, Zhao Y, Zhang Z. A novel m7G regulator-based methylation patterns in head and neck squamous cell carcinoma. Mol Carcinog. 2023 Dec;62(12):1902-1917. doi: 10.1002/mc.23624. Epub 2023 Aug 29. PMID: 37642290.

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