6分+纯生信！单细胞竟如此吃香！海南大学团队又一佳作，升级版思路基础和临床都适用！快看过来啦~

文摘 2024-11-12 18:03 上海

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这篇文章是海南大学团队发表的研究论文，该研究主要以乳腺导管原位癌（DCIS）作为研究对象，并且专门分析DCIS和浸润性导管癌（IDC）的单细胞转录组数据方面的差异，以及它们进展的潜在机制和生物学意义，并确定了几个关键基因，为未来的研究提供了有价值的视角！该文章0实验就能拿下一区6分+，可见其实力非凡！下面就快跟着大海哥的脚步一起来学习一下这篇文章的亮点所在吧~

1. 研究方法新颖：该研究使用单细胞转录组分析技术应用于乳腺癌研究中，有助于更好地了解乳腺癌进展所涉及的生物过程，临床意义重大！

2. 研究性价比高：该研究选用来自基因表达综合（GEO）数据库的单细胞转录组数据来探索DCIS和IDC之间的差异，此外还发现了5个可作为乳腺癌预后标志物的关键基因，不仅研究结果可靠，且实验限制少，有数据即可复现！

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题目：单细胞转录组分析揭示了免疫微环境的变化，并了解了从 DCIS 到 IDC 的转变以及相关的预后基因

杂志：J Transl Med

影响因子：IF =6.1

发表时间：2024年10月3日

研究背景

乳腺导管原位癌（DCIS）是乳腺癌的早期阶段，防止其发展为浸润性导管癌（IDC）对于乳腺癌的早期检测和治疗至关重要。尽管单细胞转录组分析技术已广泛用于乳腺癌研究，但从DCIS过渡到IDC的生物学机制仍然知之甚少。因此本研究旨在使用GEO数据库的单细胞转录组数据来探索DCIS和IDC之间的差异。

研究思路与数据来源

本研究分析了GSE195861数据集中的13个数据集，其中包括7个DCIS样本和6个IDC样本，总共保留了19,474个细胞用于进一步分析，揭示DCIS和IDC之间T细胞比例存在显著差异。对T细胞亚群进行了伪时间分析，揭示了差异表达基因主要调节免疫细胞迁移和调节。随后通过与亚型和差异表达基因高度相关的T细胞的WGCNA结果相交，确定关键基因。

图1. 研究流程图

研究结果

1.乳腺癌中单细胞转录组学的前景

使用来自singleR的HumanPrimaryCellAtlasData数据集作为参考，对聚类结果进行注释以供进一步分析，并鉴定了八种不同的细胞类型，结果观察到两个亚组之间T细胞的比例存在相当大的差异，如细胞比例图所示。

图2. 来自DCIS和IDC样本的19,474个单细胞概述

2. 细胞间通信分析结果

为了了解不同细胞类型亚群之间的关系，对注释数据进行了细胞间通讯分析，确定了八种细胞类型之间的广泛通讯，结果发现成纤维细胞和中性粒细胞之间的相互作用最强。此外分析了介导T细胞与其他细胞类型之间相互作用的所有可能的配体-受体对，确定参与T细胞与成纤维细胞、自然杀伤细胞和中性粒细胞之间相互作用的关键对。

图3. IDC微环境之间的蜂窝通信网络

3. T细胞的假时间分析

在这项研究中从T细胞中分离了单细胞转录组数据，并使用monocle3包对数据进行标准化以降低维度。随后使用t-SNE方法对降维数据进行可视化。随后将T细胞聚集成9个簇，并相应地标记不同的簇。结果显示SCGB2A2是簇1的标记基因，用作乳腺癌诊断和预后的生物标志物，在转移性乳腺癌中的表达水平升高。进一步将整个数据集细分为四个分区，并确定了T细胞发育的轨迹。结果显示TNFRSF18主要在免疫调节中发挥作用，主要参与调节 T 细胞活性，主要参与体内的炎症反应和代谢调节。

图4. T细胞聚集的伪时间分析

4. T细胞亚群的差异表达分析

为了探索潜在机制，对DCIS和IDC组T细胞群的单细胞转录组数据进行了差异表达分析，得出总共234个差异表达基因。这些差异表达基因的 GO 富集分析和GSVA显示，它们主要富集在4种途径中：“白细胞介导的免疫”、“淋巴细胞介导的免疫”、“白细胞活化的正调节”和“细胞活化的正调节”。这表明，在乳腺癌的进展过程中，这些差异表达的基因可能在激活和调节免疫相关途径中发挥作用，特别是那些参与白细胞和淋巴细胞活化的途径。

图5. WGCNA 结果的差异表达分析和呈现

5.关键基因的生存分析

如前所述研究中确定的6个关键基因可能在从DCIS到IDC的进展中起关键作用。为了评估这些基因对乳腺癌预后的影响，进行Kaplan-Meier生存分析。图6表明，6个基因中有5个基因的表达水平与患者的总生存期显著相关。结果表明FGFBP2和TYROBP的低表达与更好的预后有关，而GNLY、KLRD1和NKG7的高表达与改善的结果有关。

图6. 关键基因的KM生存分析

文章总结

本研究通过对两种乳腺癌亚型DCIS和IDC的研究，确定了6个关键基因，并证明其中5个基因与乳腺癌生存率显著相关，且部分阐明了从DCIS进展到IDC的潜在机制，为该领域的研究人员提供了有价值的见解。读完此篇，该文章思路新颖，逻辑清晰，不愧是高性价比的神作，值得各位宝子借鉴！如果你也对此方向感兴趣，那就快来联系大海哥吧！全天都在线的哦~

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