小云聽(tīng)說(shuō)大家都在提一種很新潮的好運(yùn)？

原來(lái)是五一出行季杭州蕭山機(jī)場(chǎng)行李提取處變成了一整個(gè)大型好運(yùn)祝?，F(xiàn)場(chǎng)！

寫(xiě)滿了各種好運(yùn)文學(xué)：喜提不水逆、喜提早上岸、喜提不加班的傳送帶，隨著行李將好運(yùn)不斷傳遞給出行的人，這波好運(yùn)buff你有沒(méi)有被戳中呢？

都說(shuō)當(dāng)代年輕人在內(nèi)卷和躺平之間選擇了拜拜！

科研人的苦，小云更清楚！所以小云也在不斷幫大家尋找新方向的路上勇往直前~

（不知道如何找創(chuàng)新方向的可以找小云，各種個(gè)性化分析思路等你來(lái)挑~(yú)）

小云今天就帶大家喜提生信分析的新方向——“富含腺苷酸-尿苷酸(AU)元件”！

1.?富含腺苷酸-尿苷酸(AU)元件是什么？

富含腺苷酸-尿苷酸(AU)元件(Adenylate Uridylate- (AU-) Rich Element，ARE)是指一類(lèi)啟動(dòng)子元件，它們通過(guò)在mRNA分解速率和穩(wěn)定性上發(fā)揮重要作用來(lái)調(diào)控特定的轉(zhuǎn)錄因子對(duì)目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄。

2、?ARE的功能？

AU豐富區(qū)域是指在mRNA 3'非翻譯區(qū)內(nèi)含有大量相鄰的腺苷核苷酸和尿苷核苷酸序列的區(qū)域，它可以與RNA結(jié)合蛋白相互作用并影響mRNA的降解過(guò)程。

而富含腺苷酸-尿苷酸(AU-)元件基因(AREGs)則是指那些具有AU豐富區(qū)域的基因，這些基因可能編碼某些應(yīng)答分子如細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、激素等，以及基因表達(dá)調(diào)控因子。

AREGs在許多生物學(xué)過(guò)程中都發(fā)揮著重要的作用，比如參與免疫調(diào)節(jié)、炎癥反應(yīng)、組織修復(fù)和腫瘤發(fā)展等等。在某些疾病狀態(tài)下，AREGs的表達(dá)量會(huì)顯著增加或減少。

今天小云給大家分享一篇基于AREGs進(jìn)行預(yù)后模型的生信文章，干濕結(jié)合思路，一起來(lái)學(xué)習(xí)一下吧~

題目：基于富含腺苷酸-尿苷酸(AU-)元件基因的肝細(xì)胞癌炎癥相關(guān)預(yù)后模型

雜志：Mediators of inflammation

影響因子：4.529

發(fā)表時(shí)間：2023年5月

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數(shù)據(jù)信息

研究思路

分析TCGA和GEO數(shù)據(jù)庫(kù)中的肝細(xì)胞癌(HCC)數(shù)據(jù)，鑒定HCC樣本與健康對(duì)照之間差異表達(dá)的AREGs (DE-AREGs)。采用單變量Cox和LASSO分析確定預(yù)后基因。此外，還構(gòu)建了用于HCC臨床預(yù)測(cè)的特征和相應(yīng)的nomogram。通過(guò)功能和途徑富集分析，探討了潛在的與信號(hào)相關(guān)的生物學(xué)意義。此外，還進(jìn)行了免疫浸潤(rùn)分析。最后，使用實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)(RT-qPCR)驗(yàn)證預(yù)后基因的表達(dá)。

圖1.流程圖

主要研究結(jié)果

1.?分析差異表達(dá)的AREGs (DE-AREGs)并進(jìn)行功能分析

分析HCC和正常樣本之間差異表達(dá)基因DEGs，與數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的4884個(gè)AREGs取交集，得到189個(gè)重疊基因，即DE-AREGs (圖2(a))。對(duì)這些DE-AREGs進(jìn)行GO和KEGG富集分析，發(fā)現(xiàn)DE-AREGs與有絲分裂核分裂、脂質(zhì)代謝過(guò)程調(diào)節(jié)、上皮細(xì)胞增殖等有關(guān)(圖2(b))。KEGG分析發(fā)現(xiàn)DE-AREGs在胰島素抵抗通路中表現(xiàn)出富集(圖2(c))。

（ps：富集分析可以用小云新開(kāi)發(fā)的零代碼生信分析小工具實(shí)現(xiàn)，云生信分析工具平臺(tái)包含超多零代碼分析和繪圖小工具，上傳數(shù)據(jù)一鍵出圖，感興趣的小伙伴歡迎來(lái)嘗試喲，網(wǎng)址：http://www.biocloudservice.com/home.html?）。

圖2. 差異表達(dá)AREGs和功能分析

2.?構(gòu)建與AREGs相關(guān)的預(yù)后模型并驗(yàn)證

首先對(duì)189個(gè)DE-AREGs進(jìn)行單因素Cox回歸分析，篩選出72個(gè)預(yù)后相關(guān)的DE-AREGs。隨后，LASSO Cox分析篩選出13個(gè)DE-AREGs為潛在預(yù)后基因(3(b))。采用多變量Cox分析鑒定出5個(gè)特征基因(圖3(c))。基于這5個(gè)特征基因的表達(dá)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，將患者被分為高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)組。總生存期(OS)顯示，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分越高，OS越差(圖3(d))。ROC曲線顯示AUC大于0.6(圖3(d))。表明5種AREGs相關(guān)特征對(duì)HCC具有較高的特異性和敏感性。

圖3. 構(gòu)建與AREGs相關(guān)的預(yù)后模型并驗(yàn)證

3.?DE-AREGs預(yù)后特征的獨(dú)立預(yù)測(cè)價(jià)值及列線圖的構(gòu)建

為了評(píng)估AREGs相關(guān)特征與臨床病理特征之間的相關(guān)性，將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與臨床病理信息相結(jié)合。單因素分析表明，分期、T/M分期和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分對(duì)HCC的預(yù)后至關(guān)重要(圖4(b))。此外，T分期和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分對(duì)HCC具有獨(dú)立的預(yù)后價(jià)值(圖4(c))。然后以T期和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分為變量生成nomogram(圖4(d))，1年、3年和5年的C-index表明nomogram表現(xiàn)良好(圖4(e))。

圖4. DE-AREGs預(yù)后特征的獨(dú)立預(yù)測(cè)價(jià)值及列線圖的構(gòu)建

4.?不同風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分的炎癥、免疫、血管細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞的差異分析和免疫細(xì)胞浸潤(rùn)分析

低風(fēng)險(xiǎn)組T細(xì)胞和B細(xì)胞受體豐度和抗原呈遞機(jī)制（APM）水平顯著上調(diào)(圖5(a)和5(b))。此外，在低風(fēng)險(xiǎn)組中，微血管內(nèi)皮細(xì)胞(MVE)、淋巴內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞的浸潤(rùn)程度更高(圖5(c)和5(d))。PDCD1、CTLA4、HAVCR2和TIGIT的免疫檢查點(diǎn)在不同風(fēng)險(xiǎn)組中存在顯著差異(圖5(e))。免疫細(xì)胞浸潤(rùn)結(jié)果顯示，活化CD4 T細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞等11種免疫細(xì)胞存在顯著差異(圖5(f))。

圖5. 炎癥、免疫反應(yīng)和免疫細(xì)胞浸潤(rùn)分析

5.?預(yù)測(cè)潛在藥物以及細(xì)胞系驗(yàn)證

為了研究調(diào)節(jié)特征基因的潛在藥物，作者基于Binding DB數(shù)據(jù)庫(kù)和ZINC15數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了預(yù)測(cè)(圖6(a)-(b))。使用RT-qPCR比較非致瘤性肝細(xì)胞細(xì)胞系(WRL68)和三種HCC腫瘤細(xì)胞系之間5個(gè)特征基因的表達(dá)差異(圖6(c))。

圖6. 預(yù)測(cè)潛在藥物以及細(xì)胞系驗(yàn)證

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總結(jié)

這篇文章亮點(diǎn)就是基于ARE相關(guān)基因進(jìn)行了預(yù)后模型的分析思路。最后的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證也是加分項(xiàng)，常規(guī)分析思路直接發(fā)表4分+文章。干濕結(jié)合是目前的大趨勢(shì)，不僅能夠證明分析的結(jié)果，還能為后續(xù)課題做基礎(chǔ)，大家可以根據(jù)自己的情況選擇臨床樣本驗(yàn)證、細(xì)胞/動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證~

目前關(guān)于AREGs相關(guān)的生信文章還比較少，如此創(chuàng)新的分析角度，趕快學(xué)起來(lái)吧！還有專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)提供基因集合，換個(gè)疾病輕松復(fù)現(xiàn)~

如果你還苦惱于生信分析沒(méi)有思路，或者嫌分析方法太過(guò)簡(jiǎn)單、太過(guò)老套，想要?jiǎng)?chuàng)新思路的，或者對(duì)ARE等熱點(diǎn)方向感興趣的小伙伴快來(lái)聯(lián)系小云吧！