各种在线工具及生信软件进行无代码数据挖掘分析的文章

想要发文章毕业晋职称,但是又苦于没有时间做实验想课题,今天笔者就带来一篇利用各种在线工具及生信软件进行无代码数据挖掘分析的文章,这篇文章发表在2021年的 Cancer Cell International(IF=4.17)上。这篇文章从NCBI的GEO肿瘤数据库入手,分析到肿瘤低表基因FGF1或可成为肾癌诊断标志物,用到了包括像GEO2R,Cytoscape, STRING, Oncomine, GEPIA,Kaplan-Meier,TCGA,Ualcan等在线工具及软件。

       

1.192例肾癌组织与正常肾组织差异基因的鉴定

方法:NCBI数据库工具GEO2R

首先作者使用GEO数据库中的四个cDNA表达谱通过NCBI工具GEO2R来筛选肾透明细胞癌(ccRCC)与正常对照中的肾组织。在所有DEG中,192个基因在所有四个谱中共享,其中39个基因在癌症组织中表达上调,153个基因表达下调。

 

       

 

2.GO和KEGG对差异基因的基本分析

 

方法:GO,KEGG

随后对192个差异基因进行了GO和KEGG分析。39个上调的基因和153个下调的基因主要富集代谢途径和能量调节途径。同时,39个上调的细胞成分主要集中在细胞外,分子功能主要是初级氧化还原酶和与受体活性相关。此外,KEGG分析表明,上调的差异基因主要富集于HIF-1α相关的缺氧和氧稳态调节信号通路。在153个下调基因中,细胞成分主要集中在质膜上,分子功能主要集中在催化和辅助转运蛋白的活性,KEGG信号主要是葡萄糖、胆盐和有机相关小分子的跨膜转运。

       

3.FGF1基因是差异基因 PPI网络中的核心基因。

 

方法: Cytoscape, STRING, Oncomine, GEPIA

为了找出调控ccRCC发生的潜在关键基因,作者利用STRING和Cytoscape软件构建了由192个差异基因组成的PPI网络,基于PPI网络,确定了4个模块,揭示了DEG主要富集的信号通路,有趣的是,在3/4个模块中发现了一个涉及PI3K-AKT信号的FGF1基因,表明它在网络中的潜在“核心”位置。

 

       

同时作者还探索了PPI中不同基因之间的连通性,结果发现FGF1是与周围基因高度连通性最高的30个基因之一。此外,在线工具Oncomine分析表明,尽管FGF1在不同的人类癌症中表达不同,但多项先前的研究支持FGF1在肾癌中的表达缺失。作者利用在线工具GEPIA分析表明,FGF1在不同的人类肿瘤中的表达是不同的,胶质母细胞瘤和低级别胶质瘤的表达水平较高,但在包括肾细胞癌在内的其他肿瘤中的表达却异常缺失。此外,在ccRCC细胞系中FGF1的表达明显低于其他癌细胞。

       

4.肾细胞癌中FGF1的异常表达缺失

 

方式:在线工具Kaplan-Meier

随后作者利用Kaplan-Meier对530例肾透明细胞癌患者的总生存期进行了分析。FGF1基因高表达与患者总生存期直接相关,提示其在肾细胞癌中具有潜在的肿瘤抑制作用。随后利用IHC和qPCR验证了FGF1在癌症中的表达缺失。

 

       

5.FGF1基因与肾细胞癌临床特征的关系

 

方法:TCGA数据库工具Ualcan,

作者使用TCGA数据库工具Ualcan分析533例ccRCC和75例正常肾标本中FGF1表达与ccRCC临床病理参数之间的关系。分析结果表明,FGF1不仅在癌组织中的表达明显低于正常肾组织,而且随着肿瘤分级和分期的进展,其表达呈下降趋势。FGF1在有淋巴结转移的老年患者中的表达较高。

 

6.FGF1基因的理化性质研究

 

方法:在线工具ProtParam和ProtScale

通过在线工具ProtParam和ProtScale预测FGF1的理化性质,结果表明,FGF1蛋白由155个氨基酸组成,其中19个带负电荷的氨基酸残基(ASP+Glu)和18个带正电荷的氨基酸残基(Arg+Lys)。FGF1蛋白的分子式为C777H1208N210O238S5,分子量为17.5KD,理论等电点为6.51。

 

同时,FGF1蛋白在哺乳动物中的半衰期估计为30h,不稳定指数为40.67,表明该蛋白具有细胞不稳定的倾向。ProtParam计算得到FGF1的疏水值为73.6 1,平均亲水性为−0.620,FGF1蛋白含有几个亲水区,被归类为亲水性蛋白。蛋白质图谱分析结果支持FGF1定位于核质中,并可分泌,提示其作为亲水性信号转导颗粒具有潜在的生物学功能。

 

7.以FGF1基因为中心的生物学功能及其相关信号转导途径

 

最后作者对FGF1进行了GO和KEGG分析,结果表明,FGF1基因参与的生物学过程主要集中在FGF1在成纤维细胞生长因子受体结合、1-磷脂酰肌醇-3-激酶活性、磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸-3-激酶活性和蛋白酪氨酸激酶活性方面。KEGG分析表明,FGF1基因涉及的信号通路主要有RAS信号通路、PI3K-AKT信号通路和MAPK信号通路等。PPI分析表明,FGF1参与PI3K-AKT信号转导在该网络中起核心作用,从而有助于更准确地了解疾病,具有潜在的临床价值。

 

       

文献解读

生信分析结合基础实验

2021-10-8 22:40:52

文献解读

适合模仿的生物信息学 lncRNA结合肿瘤的研究思路

2021-10-9 17:53:15

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