肺纤维化组织的转录组 + 蛋白组学

背景:前人分开测过很多次肺纤维化组织的转录组,蛋白组,也一起测过,我们还是得测一次,毕竟别人有数据,数据也不是我的。我这边测一测,手里有差异分子表,也好开展后续的机制研究。

样本信息

转录组:10个组织(6个肺纤维化组织,4个正常组织)做lnc建库测序;

蛋白组:11个组织(6个肺纤维化组织,5个正常组织),采用 DIA质谱方式。

还做了GEO的生信分析:四个RNA测序项目(GSE52463、GSE83717、GSE92592和GSE99621)的91个数据集(52个IPF组织对39个健康组织)。

分析结果

1.转录组和蛋白质组的质量控制

 此处描述测得样本的序列数量,Q20,Q30,GC含量等说明测序数据是过关的。蛋白在1%FDR的QC水平上鉴定到7932个蛋白,中位值,回收率等说明蛋白质谱数据也是可靠的。

2.转录组分析

阈值|log2(倍数变化)|> 1和padj < 0.05鉴定到2531个基因在终末期IPF患者的肺部显著差异表达,其中1772个上调基因和759个下调基因(A,B),GOKEGG分析(图C)显示,十大途径中有八条与免疫系统活动和炎症反应有关。(思考:基本的差异描述功能富集分析)

3.lncRNA分析

  604个lncRNA在IPF肺组织中显著差异表达,包括410个上调基因和194个下调基因(图A B)。预测了lncRNA顺式调控和反式调控的潜在靶基因,并进行了GO富集分析,并用FDR调整的显著性阈值对结果进行了分析 < 0.05(图C)大多数富集途径与肺上皮顶端连接的结构和功能有关(思考:做的lnc测序,有mRNA lnc, circ的信息)。

4.蛋白组分析

PLS–DA方法对蛋白质表达数据进行主成分分析(A,思考:为什么不用常规的PCA方法,可能是区分不开)。差异蛋白阈值padj<0.05,FC>1.5倍,鉴定到1532个DE蛋白,其中1231个上调蛋白和301个下调蛋白(B),图C显示生物过程、分子功能和细胞成分三个类别下的前10个富集结果。13个KEGG途径中显著富集(FDR<0.05)(图D)

5.多组学联合分析

使用R包“mixOmics”(版本6.14.0)[29]和“rgl”(版本0.105.12),使用潜在成分(DIABLO)分析[30]进行生物标志物发现的数据集成分析。发现了一些重要关联的miRNA, lncRNA, mRNA,蛋白。(思考:使用了一个R包,R包会产生相关的图表,这种方法也是参考,一般来说多组学分析,要么采用上下游关系,要么是相关性分析)

有一篇公众号介绍此R包:https://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1697188776&ver=4832&signature=bVQrVg*FkB1KcOTVPuYKJ4ojvm6WyRcZ6acFL2HLdSgFI5P*3kqiMBgxGE3h5mgDWkr-22S4-rzeVe6hXdNJf-ilVfqvfFavCJv28lLPBddVFY*dJodxtxS5IfOyb-AN&new=1

6.转录组与蛋白组的关联分析

 构建倍数的相关性图,RNAseq倍数2倍,蛋白1.2倍,认为是差异分子(图A),发现78个基因在转录组和蛋白质组中差异表达,并做了GO、KEGG分析(BCDF)

结合GEO的数据,进一步缩小差异基因的范围,发现66个基因具有显著差异。此处选择2个基因BTNL9和PLLP,做验证。

7.BTNL9和PLLP的共表达网络

    为了探索BTNL9和PLLP的可能功能途径,我们基于“DE lncRNA的靶mRNA预测”中准备的公共IPF转录组数据集,为每种基因生成了一个共表达网络。GSEA软件[37]用于根据其官方指南计算每个基因集的富集分数。使用Cytoscape软件[38]对网络进行可视化,并通过AutoAnnotate应用程序[39]对基因集簇进行注释。

本文思考:转录组+蛋白组的实验,各自描述差异功能富集,然后合在一起分析交集基因。结合GEO数据缩小差异基因范围,选出2个基因做后续功能验证。

文献原文:

Zheng, P., Sun, S., Wang, J. et al. Integrative omics analysis identifies biomarkers of idiopathic pulmonary fibrosis. Cell. Mol. Life Sci. 79, 66 (2022). https://doi.org/10.1007/s00018-021-04094-0

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