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单基因泛癌套路

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TCGA https://portal.gdc.cancer.gov/ 癌症组织与正常组织数据

GTEX https://www.gtexportal.org/ 正常组织数据

挑：

一、基因在泛癌和正常对照组织（GTEx）中的不同表达水平

为了确定基因在调控癌症中的作用，研究者基于癌症组织数据库（如TCGA等）和正常组织数据库（如GTEX）可以设计不同的差异比较方案，根据基因的上调下调情况，分析基因在肿瘤中的作用，如图1所示：

1、基因在人体正常组织中的表达（GTEx）（图1A）

2、癌症组织（TCGA）和正常组织（GTEx）之间基因表达的差异（图1B，红色癌症样本，蓝色正常样本）

3、基因在泛癌中的表达（图1C）

二、泛癌中的基因变异分析

在确定了基因对癌症的具体调控作用后，我们可以进一步探索不同组织中基因变异的具体类型，来寻找可能的规律和线索。基于TCGA，我们可以总结：

不同组织中不同类型基因改变的频率（图2A）

基因结构变异、突变和拷贝数变异（图2B） 

基因变异的突变类型、数量和部位（图2C） 

基因在泛癌中的变异类型（图2D）

基因变异组和未变异组的相关基因变异频率（图2E） 

三、基因表达与免疫相关的生物标志物的相关性（共表达分析）

越来越多的研究表明，癌症的预后与错配修复（mismatch repair system，MMR）基因、微卫星不稳定性（microsatellite instability，MSI）基因和肿瘤突变负担（tumor mutation burden，TMB）基因有关，我们可以进行目标基因表达与MMR、MSI和TMB等相关基因之间的共表达分析：

热图显示基因表达与MMR之间的相关性（图3A)

基因表达与MSI之间的相关性雷达图（图3B)

基因表达与TMB之间的相关性雷达图（图3C)

圈：

四、基因在泛癌症中的生物学功能（GESA分析）

我们可以对基因在泛癌中的主要生物学过程进行了GSEA分析，以探索目标基因对泛癌的影响，对不同信号通路的正向调节（图4A—D）和负向调节（图4E—H）。

五、基因表达与泛癌中免疫相关细胞浸润之间的相关性

为了进一步研究与人类免疫系统的关系，我们可以根据ESTIMATE算法和TIMER数据库考察表达与免疫相关细胞浸润之间的关系，做相关性分析。

联：

六、预测目标miRNAs和构建共表达网络

miRNA能够通过结合mRNA诱导基因沉默和下调基因表达。ceRNA网络是建立在mRNA、miRNA及其相应的ncRNA之间相互作用的联系。

我们可以从数据库中获得基因的靶向miRNA，以预测其ncRNA，以构建ceRNA网络（图6），为我们研究调控基因的潜在药物提供了依据。

七、构建目标基因的基因—基因交互网络

类似地，网络数据库中含有大量的目的基因与其他基因或化学物质的作用信息，通过挖掘这些数据，我们可以根据研究需要构建各种基因表达网络，这些关联基因也有可能会成为你论文的下一个题目。

靠：

八、基因与不同肿瘤的预后相关性

为了评价目标基因的临床效果，我们需要做大量的临床数据分析，以证明其作为生物标志物的意义，例如：

1、生存分析

我们可以对患者的常见生存指标，如总体生存期（OS, overall survival）; 无进展间隔期（PFI, progression-free interval）; 无病间隔期（DFI, disease-free interval）; 疾病特异生存期（DSS, disease-specific survival）做生存分析。

既可以对单一因素做Kaplan-Meier分析

也可以对多因素做Cox比例风险模型分析

2、临床病理表型

我们也可以分析不同的临床病理表型下，目标基因的表达差异。

3、药物敏感性分析

基于数据库挖掘，我们也可以根据网络信息做药物敏感性与基因表达间的相关性分析，指导临床。

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参考文献：

1、Chen G, Luo D, Zhong N, Li D, Zheng J, Liao H, Li Z, Lin X, Chen Q, Zhang C, Lu Y, Chan YT, Ren Q, Wang N, Feng Y. GPC2 Is a Potential Diagnostic, Immunological, and Prognostic Biomarker in Pan-Cancer. Front Immunol. 2022 Mar 8;13:857308. IF：8.786

2、Fang H, Sheng S, Chen B, Wang J, Mao D, Han Y, Liu Y, Wang X, Gui S, Zhang T, Zhang L, Li C, Hu X, Deng W, Liu X, Xu H, Xu W, Wang X, Liu R, Kong W. A Pan-Cancer Analysis of the Oncogenic Role of Cell Division Cycle-Associated Protein 4 (CDCA4) in Human Tumors. Front Immunol. 2022 Feb 17;13:826337. IF：8.786

3、Zhang L, Li X, Zhang J, Xu G. Prognostic Implication and Oncogenic Role of PNPO in Pan-Cancer. Front Cell Dev Biol. 2022 Jan 21;9:763674. doi: 10.3389/fcell.2021.763674. PMID: 35127701; PMCID: PMC8814662. IF：6.081

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撰文丨三叶虫

排版丨三叶虫

编辑丨三叶虫