蛋白组+基因组+单细胞测序分析肿瘤分型

做了多个组学的数据,该怎么分析呢?

本文章题目:单细胞RNA测序辅助多组学分析发现肝内胆管癌分子亚群

数据:(1)110个(分析)+ 41个(验证集)患者的ICC组织蛋白组学数据(TMT标记定量);

(2)78个样本的全外显子测序数据;

(3)3个慢性炎症亚类型中的肿瘤组织单细胞测序。

(备注:蛋白组和单细胞都没有癌旁组织,所以无法做癌与癌旁的差异分析)

结果分析

1.蛋白质组学分析发现人类ICC的三种分子亚型

来自110名患者的ICC组织进行蛋白质组学分析,缺失值小于10%的样品中检测到6311种蛋白质(图A,概括鉴定蛋白数量)。

基于6311种蛋白质的蛋白质组矩阵,ICC队列被分为三个不同的簇(C1、C2和C3)(图B,因为没有癌旁,只能对肿瘤组织进行分群分析)。三种分子亚型之间的所有比较中,共鉴定出85种蛋白质差异表达(图C,亚型内部做差异分析)32种蛋白质在亚型1中上调,24种蛋白质在子型2中上调,29种蛋白质在分型3中上调

三组蛋白质进行了GO分析,基于GO分析的结果,我们将三种分子亚型注释为“慢性炎症”(亚型1)、“代谢”(亚类型2)和“染色质重塑”(亚类3;图B和C,定义亚型的功能)。基因集变异分析(GSVA)和ssGSEA分数也说明了这种定义(图E和F)。

三亚型ICC患者的生存率显著不同(图H,做生存曲线,说明不同亚型恶性程度不同,应区别对待)

(思考:蛋白无癌旁分析:分亚群->亚群差异分析->定义功能->生存分析)

2.基因组分析ICC亚型

ARID1A、KRAS、PBRM1、BRCA2、CREBBP、TP53、KMT2D、ATM和ATRX是ICC肿瘤组织中最常见的突变基因(图B,找出高频突变)。

RTK-RAS是ICC中变化最显著的途径,Kaplan–Meier曲线和单变量Cox回归表明OS与KRAS突变或RTK-RAS途径改变之间的相关性不显著(对高频突变及通路进行生存分析)

随机森林的机器学习方法来识别每个分子亚型中的关键基因突变,在慢性炎症和代谢亚型中都发现了KMT2D突变,所有已鉴定的突变中,只有KMT2D的突变与ICC患者更好的预后显著相关(图F,鉴定亚型关键突变)。代谢亚型中也发现了显著高比例的KMT2D突变(图G),KMT2Dmut组织具有更高的代谢ssGSEA评分和更低的炎症ssGSEA得分(图H和I,必须要找到一个突变进行讨论)。

(思考:此处做了全外显子测序,鉴定高频突变,探讨每个亚型的独有突变,希望找出蛋白与突变的分型一致性,发现结果不尽人意,讨论了一个KMT2D突变)。

3.人ICC三种分子亚型的免疫景观(免疫细胞分布)

使用ssGSEA方法评估21个免疫细胞的组成比例(图A:免疫浸润分析),在慢性炎症亚型中发现大量巨噬细胞(图B,C,D),在KMT2DWT组的患者中发现的巨噬细胞比在KMT2Dmut组中发现的多(图E)。

(思考:试图从免疫浸润角度寻找3个亚型的不同)

4.慢性炎症亚类型中的肿瘤组织进行了scRNA-seq(单细胞测序,讨论该亚型)

在ICC肿瘤微环境中共鉴定出10种细胞类型,包括恶性细胞、成纤维细胞、内皮细胞和各种免疫细胞(TME;A),巨噬细胞进一步分裂为两个簇:1型和2型(图B,分亚型)。

使用GSVA方法计算两种TAMs亚型的炎症反应评分。2型TAM显示出比1型TAM显著更高的炎症反应评分(C和D)。

然后在TAM的两个亚组之间进行差异表达基因(DEG)分析。APOE、LIPA、CTSD、C1QB和其他几个基因在2型TAMs中显著上调(E)。

使用2型TAMs中上调的基因进行GO分析,我们发现炎症反应的正调控和免疫系统的负调控富集,表明2型巨噬细胞可能参与调节ICC的炎症反应(F)。

APOE/CD68和C1QB/CD68的共表达验证了APOE和C1QB在2型TAMs中的共表达(图G–I)。在慢性炎症亚型中发现的APOE+TAMs数量高于其他两种亚型(J和K)。

具有野生型KMT2D的组织比具有KMT2D突变的组织表现出更多数量的APOE+TAM(L和M)

(思考:找了3个样品做单细胞测序,看细胞的具体比例,基因表达等,说明前面免疫浸润分析的有效性,单细胞测序能直接看出细胞亚群,内部基因表达,富集通路)

5.细胞和动物模型验证APOE+C1QB+TAMs的重要性。

此章节为机制实验,此处不做讨论。

全文思考: 

(1)作者一定是想收集一批标本做多组学,因为只有石蜡标本,发现常规转录组实验做不了,蛋白实验面前可以做,全外显子实验可以做。

(2)因为没有癌旁,所以讨论亚群分布,不同亚群的特征,不去讨论肿瘤的发生发展问题。

(3)测了3个样品的单细胞转录组,验证了前面蛋白组的发现,后期做了实验验证。

文献来源:

Xuanwen Bao, .Molecular Subgroups of Intrahepatic Cholangiocarcinoma Discovered by Single-Cell RNA Sequencing–Assisted Multiomics Analysis. Cancer Immunol Res 1 July 2022; 10 (7): 811–828. https://doi.org/10.1158/2326-6066.CIR-21-1101

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