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IF=7.5,疾病分子亚型怎样创新?转录组+空转单细胞+机器学习......来对标!

挑圈联靠 • 2 月前 • 162 次点击  

欢迎来看雪球的生信套路!还在担心临床工作忙碌,无法入门生信分析与发文吗?今天介绍的IF7+ SCI,切入点正是与临床高度相关的耐药问题哦。如何划分疾病与耐药性相关的分子亚型?划分后要做什么才能反馈到临床转化,实现高效率发文?


纯公共数据,一次挖掘转录组+甲基化+突变+单细胞+空间转录组多个维度,怎么做整合、出结论、拿成果呢?一起来学做分析多面手:

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Integrative multiomics analysis reveals the subtypes and key mechanisms of platinum resistance in gastric cancer: identification of KLF9 as a promising therapeutic target

整合多组学分析揭示胃癌铂耐药亚型及关键机制:鉴定KLF9为有前景的治疗靶点


期刊:Journal of Translational Medicine

IF:7.5

发布时间:2025/08/07


 技术路线 


数据收集与预处理

整合转录组、甲基化、突变、拷贝数数据,统一标准化。

GC 的转录组数据与相应的临床数据:TCGA

甲基化数据、体细胞突变数据和拷贝数变异 (CNV) 数据:UCSC Xena

患者生存数据:GEO( GSE186205、GSE62254、GSE84437 和 GSE15459 ),其中GSE186205 数据集源自 GC 细胞系,专门包含与铂耐药性相关的信息


差异表达与耐药基因筛选

从 3283 个差异基因中筛选出 191 个与已知耐药基因集交集的 PRAGs。


分子亚型划分(SNF + 10 种聚类算法)

基于 PRAGs、甲基化、突变信息对 GC 分型。

确定 k=3 最优,获得 CS1、CS2、CS3 三个与铂类耐药相关的分子亚型;CS2 预后最差。


亚型生物学特征解析

CS1-DNA 修复↑/免疫↓;CS2-ECM、PI3K-Akt↑/免疫中等;CS3-免疫↑。


稳定性与外部验证

META-STAD 队列中 NTP、PAM 分类一致性高(κ>0.65),CS2 仍预后最差。表现出分型良好的稳定性。


单细胞转录组分析(GSE183904)

鉴定 11 个细胞类型;耐药基因富集于恶性上皮细胞,并划分高/低耐药组(DRG)。


cNMF + SCENIC 模块分析

发现驱动耐药的关键恶性细胞模块及转录调控网络。

M1 模块在高 DRG 特异富集,其 TFs(KLF9、FOS、ATF3)显著上调。


细胞通讯与空间转录组

高 DRG 恶性细胞与内皮细胞通讯增强(VEGFA-VEGFR 等),并形成局部聚集的耐药生态位。


机器学习预后模型构建

建立基于耐药基因的 GC 预后模型,101 种算法组合中 RSF 模型最优(C-index=0.711),含 11 基因(含 KLF9),1/3/5 年 AUC 达 0.99/0.99/0.95。


免疫治疗与药物反应预测

评估模型对免疫治疗及药物敏感性的预测价值。

高 DRG 患者 OS 差、免疫治疗反应率低;对 dasatinib、erlotinib 等药物敏感性下降。


体外功能验证

KLF9 过表达抑制 AGS 细胞增殖、侵袭,降低铂类 IC50,下调 IL-6、IL-1β、TNF-α。



 研究结果 


Fig 2 基于多组学的胃癌中铂耐药性相关亚组的鉴定


Fig 3 三种胃癌亚型的生物学功能差异


CS2 显示出最高的基质评分,并表现为间质性病变占主导,伴中度免疫细胞浸润。

在差异表达基因GSEA分析结果中,CS2表现出高水平的氧化应激、EMT、细胞死亡和 KRAS 通路激活(Fig 3I)。


Fig 4 GC亚型的药物预测和突变分析


CS2也显示出对顺铂、多西紫杉醇和吉西他滨三种药物最差的敏感性,与之前的研究结果一致,表明 CS2 可能是一种耐药亚型(Fig 4A-C)。


Fig 5 GC的单细胞景观


Fig 6 鉴别铂抵抗的关键模块


通过共识非负矩阵分解(cNMF)分析GC中的恶性细胞亚群,并确定6个不同的特征模块和一个称为“其它”的模块。发现表明 M1 是驱动 GC 中铂耐药的关键亚群,过表达已知介导炎症反应的转录因子,如KLF9、FOS 和 ATF3。


Fig 7 耐药性高、低亚群之间细胞通讯的差异


Fig 8 耐药性高、低亚群的免疫因子调控和空间定位


Fig 9 构建预后模型并评估其表现


Fig 10 免疫治疗和药物响应预测


Fig 11 功能富集和免疫浸润分析


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