3个月接收的单基因天花板思路!南京医科大学第二附属医院:单细胞分析+hdWGCNA+PPI,一气呵成,直击我的心巴!

学术   2024-11-18 10:00   上海  

小云日夜徜徉于文献的海洋中,努力探寻拥有优质思路的好文,今天又来给各位分享一篇优秀SCI文章!大家都知道,想要发一篇单基因分析已经不那么简单了,毕竟这样的研究越来越多,导致了越来越卷,没有创新设计和新颖思路,想发高分那也就难咯!不过,小云看到了一篇新鲜出炉的单基因研究~让我们一起看看该文的创新之处吧!

1. 该研究利用高维加权基因共表达网络分析(hdWGCNA)方法来分析单细胞数据,这种新颖方法,有助于在单细胞水平上识别功能模块和关键基因,为开发新的治疗策略提供了潜在靶点。

2. 该研究不仅关注了关键基因在肿瘤生长中的作用,还研究了其对细胞线粒体功能的影响,包括线粒体结构和膜电位,为理解疾病的代谢特性提供了新视角。

3. 该研究紧密联系临床,通过cMAP分析和分子对接,筛选出作为关键蛋白抑制剂的潜在药物,为疾病的治疗提供了新化合物。

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题目:鉴定代谢蛋白ATP5MF作为TNBC的潜在治疗靶点
杂志:Journal of Translational Medicine
影响因子:6.1
发表时间:2024年10月
研究背景
三阴性乳腺癌(TNBC)是一种独特的乳腺癌亚型,其特点是高侵袭性、高转移潜力、易复发和预后差。非BRCA1/2 突变TNBC的有效治疗方案仍然缺乏。因此,迫切需要开发新的治疗方法来治疗非BRCA1/2 突变TNBC。
数据来源
TNBC患者的scRNA-seq数据(GSE161529、GSE161529)来自GEO数据库;TNBC患者的临床数据和测序数据来自TCGA数据库。    
研究思路
首先,对单细胞测序数据进行质量控制,使用标注和Copycat算法进行分析。其次,通过高维加权基因共表达网络分析(hdWGCNA)方法对非BRCA1/2 突变TNBC的肿瘤上皮细胞进行分析,确定功能模块基因,进一步采用蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)分析和生存分析确定关键基因。接着,将siRNA-NC和siRNA-ATP5MF转染到MDA-MB-231和BT-549TNBC细胞株,通过CCK8法、克隆形成实验和迁移实验检测细胞生长情况,通过电镜观察细胞线粒体结构,通过JC-1染色检测线粒体膜电位。最后,建立TNBC细胞裸鼠移植瘤模型,通过动物模型评估ATP5MF沉默后的体内肿瘤反应。
主要结果
1. scRNA-seq分析揭示了乳腺癌不同亚型肿瘤细胞的组成
通过单细胞测序数据分析,从TNBC患者中识别出8种不同的细胞亚群;通过Copycat算法从TNBC肿瘤组织中共鉴定出13616个无突变的乳腺癌上皮细胞(图1)。
图1 正常乳腺组织和乳腺肿瘤的scRNA-seq表征
2. 基于hdWGCNA识别非BRCA1/2 突变TNBC关键基因ATP5MF
通过hdWGCNA确定了功能模块(module 3)在非BRCA1/2 突变TNBC肿瘤上皮细胞中特异性升高(图2),表明module 3中的基因在非BRCA1/2 突变TNBC中起关键作用。通过基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,module 3中的基因主要与线粒体功能和ATP代谢相关。通过PPI分析和生存分析,确定ATP5MF是非BRCA1/2 突变TNBC的关键基因。
图2 非BRCA1/2 突变TNBC上皮细胞基因的hdWGCNA分析
3. ATP5MF在TNBC中的表达与患者生存和组织学分级的关系
通过Kaplan-Meier生存曲线显示,ATP5MF表达水平与总生存期呈负相关;通过表达谱分析和免疫组织化学(IHC)染色结果显示,ATP5MF在TNBC中表达最高(图3)。
图3 ATP5MF作为非BRCA1/2 突变TNBC关键基因的鉴定
4.ATP5MF缺失对TNBC细胞增殖、迁移及线粒体功能的影响
通过CCK-8实验、细胞克隆形成实验、Transwell实验显示,ATP5MF缺失降低了TNBC细胞的增殖和克隆形成能力,抑制了细胞迁移。通过透射电子显微镜(TEM)分析、流式细胞术显示,ATP5MF的缺失导致线粒体结构受损,线粒体膜电位降低,ATP水平下降(图4),表明ATP5MF对维持TNBC细胞的线粒体功能至关重要。
图4 ATP5MF缺失损害TNBC细胞的线粒体功能
5. 寡霉素对TNBC细胞生长的影响
通过cMAP分析和分子对接筛选出寡霉素作为潜在的ATP5MF抑制剂,通过体内外实验结果显示,寡霉素抑制TNBC细胞生长(图5)。
图5 寡霉素在体外和体内抑制TNBC细胞生长
文章小结
该研究利用单细胞转录组测序(scRNA-seq)分析和高维甲醛基因共表达网络分析(hdWGCNA)来深入了解非BRCA1/2 突变TNBC的生物学特性,并筛选出关键基因ATP5MF,通过功能富集分析、细胞实验提示ATP5MF可能是一种潜在的治疗新靶点。此外,还通过CMAP分析和分子对接筛选出潜在新药寡霉素,并通过体内外实验进行了验证。该研究在关键基因的筛选与验证上,不论是思路还是方法,都值得大家学习!如果您在研究设计和数据分析上遇到困难,可以找小云沟通~我们有专业的团队,为您提供专业指导与帮助~

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