2025-01-17
隨著生(sheng)命科(ke)(ke)學(xue)研(yan)(yan)究的(de)不斷(duan)深(shen)入，高(gao)通量(liang)測序技(ji)(ji)術已全(quan)面(mian)引領科(ke)(ke)研(yan)(yan)步(bu)入多組(zu)學(xue)時代 。在追求高(gao)影響力科(ke)(ke)研(yan)(yan)成(cheng)果的(de)征(zheng)程中，科(ke)(ke)研(yan)(yan)工作者(zhe)們紛(fen)紛(fen)投(tou)身于多組(zu)學(xue)聯合分(fen)析領域，不斷(duan)產出高(gao)質量(liang)學(xue)術成(cheng)果。其(qi)中，單細胞轉錄組(zu)與 bulk 轉錄組(zu)聯合分(fen)析憑借其(qi)獨特(te)優勢，成(cheng)為極具性價比的(de)研(yan)(yan)究策略，已助力眾多優質論文(wen)發(fa)表(biao)。那么，這兩種組(zu)學(xue)數據(ju)究竟如何開(kai)展(zhan)聯合分(fen)析？本文(wen)將為您(nin)深(shen)度(du)剖析其(qi)核心思(si)路與技(ji)(ji)術要(yao)點，帶您(nin)領略前沿科(ke)(ke)研(yan)(yan)魅力。
單細胞(bao)測(ce)序(xu)聚焦于單個細胞(bao)層面(mian)的(de)轉(zhuan)錄(lu)組信(xin)息，而普通轉(zhuan)錄(lu)組測(ce)序(xu)則反映的(de)是(shi)整體樣本的(de)轉(zhuan)錄(lu)組概況(kuang)，二(er)者如何建(jian)立聯系是(shi)關鍵所(suo)在。以下是(shi)一些常見的(de)分析思(si)路：
分析思路1：先通過單細(xi)胞(bao)(bao)鎖定重要(yao)細(xi)胞(bao)(bao)，然后(hou)通過流式分選出細(xi)胞(bao)(bao)，然后(hou)通過bulk分析找到關(guan)鍵的(de)基因和通路
分析思路2：兩組(zu)學(xue)共(gong)聚焦核心因子(zi)
分(fen)析思路3：TCGA預后分析
聯(lian)合分(fen)析思路1、轉錄組測(ce)序驗證單(dan)細胞(bao)數據分(fen)析結果
研(yan)究方法：蛋白質組、單(dan)細(xi)胞(bao)轉錄組和轉錄組
研究(jiu)思路：
?通過蛋白(bai)質組學從骨髓上清液中篩選(xuan)出(chu)廣(guang)鈣素(su)（ GCA），其(qi)與(yu)骨骼衰老(lao)相關；
?單細(xi)胞轉錄組(zu)揭示 GCA 主要在衰老(lao)(lao)免疫細(xi)胞中(zhong)高(gao)表(biao)達(da)且相關基因與(yu)炎癥、衰老(lao)(lao)通路有關；
?轉錄組分析顯示(shi) rGCA 處理 骨髓基質細胞(bao)（BMSCs） 后影響多(duo)種分子通路。
?體內外實驗證實 GCA 促進骨(gu)骼(ge)衰老(lao)，機制是其與 plexin - b2 受體結合影響信號(hao)通路(lu)。最終開(kai)發的 GCA 中和抗(kang)體在老(lao)年小鼠中展現出改善骨(gu)骼(ge)健康(kang)的效(xiao)果 。
結論：本文研(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)，在大(da)鼠(shu)和(he)(he)(he)小鼠(shu)衰(shuai)(shuai)老時，骨(gu)髓中促炎(yan)和(he)(he)(he)衰(shuai)(shuai)老亞型(xing)的巨噬(shi)細(xi)胞(bao)與中性粒細(xi)胞(bao)等免疫(yi)細(xi)胞(bao)會大(da)量累積(ji)并(bing)分泌(mi)粒鈣(gai)蛋白（GCA）；GCA 與骨(gu)髓間充質(zhi)基質(zhi)細(xi)胞(bao)的 plexin - b2 受(shou)體結合，抑(yi)制(zhi)下(xia)游信號通路，致使成骨(gu)受(shou)抑(yi)、脂(zhi)肪生成增(zeng)加，從而推動骨(gu)骼衰(shuai)(shuai)老進(jin)程 ；通過構建基因敲除(chu)小鼠(shu)模型(xing)和(he)(he)(he)細(xi)胞(bao)實(shi)驗(yan)，證實(shi)了 GCA 在骨(gu)骼衰(shuai)(shuai)老中的關(guan)鍵作用；開發(fa)的 GCA 中和(he)(he)(he)抗體可(ke)改善老年(nian)小鼠(shu)骨(gu)骼健康，為治(zhi)療(liao)年(nian)齡相關(guan)骨(gu)質(zhi)疏(shu)松癥提供(gong)了潛(qian)在靶點，但研(yan)究(jiu)存(cun)在無法排除(chu)其他(ta)因素(su)影響(xiang)、未探究(jiu)其他(ta)受(shou)體及特(te)定細(xi)胞(bao)過表達等局限，有待進(jin)一(yi)步(bu)研(yan)究(jiu)。
聯合分析思(si)路2、bulk+單細胞取交集篩選關鍵基因
研究方法：單細(xi)胞轉錄(lu)組(zu)+轉錄(lu)組(zu)
分析思路導(dao)圖(tu)：
結論：本研究整合bulk轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)組測序(xu)+單(dan)細胞轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)組測序(xu)兩(liang)種測序(xu)數據，發現 271 個共享基因(yin)(yin)，其 TFs 和 lncRNAs 表達模(mo)(mo)式與(yu)前人研究相符。擬時(shi)間(jian)模(mo)(mo)型中， bulk - seq 上(shang)調(diao)(diao)或下調(diao)(diao)基因(yin)(yin)在(zai)擬時(shi)間(jian)起點或終點上(shang)調(diao)(diao)，可(ke)能(neng)是 Osteoarthritis (OA) 進(jin)展(zhan)的(de)生物標志物。交集基因(yin)(yin)富集通路為 OA 治療提供潛在(zai)靶點，如 HIF - 1 信(xin)號通路。轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)調(diao)(diao)控(kong)網絡中，PTTG1 及其下游基因(yin)(yin)可(ke)能(neng)促進(jin)炎癥(zheng)，抑制 PTTG1 或有(you)益(yi)。此外，CYTOR 與(yu) NRP1 的(de)調(diao)(diao)控(kong)關系(xi)可(ke)能(neng)影響 OA 疼痛和疾病進(jin)展(zhan)，但本研究存在(zai)樣本年齡(ling)和性別差異等局限，需實驗驗證。
聯合(he)分析(xi)思路3、基于單細胞數據(ju)分析(xi)結果進行(xing)TCGA分析(xi)
研(yan)究方法：單細胞測序、bulk轉錄(lu)組測序和WES
分析思(si)路：
樣本采集(ji)：獲(huo)取 24 例(li)未治療胃癌患者的腫瘤及配對正常組織樣本。
測(ce)序實驗(yan)：進行(xing)批量 WES 和 RNA-seq 以及單細胞 RNA-seq。
單細胞數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)：確定 11 種(zhong)主要細胞類型(xing)，并細分(fen)出(chu) 81 種(zhong)亞(ya)型(xing)。
聯(lian)合分析：
?整合(he)測序(xu)數據并(bing)關(guan)聯分析(xi)：借助 genesorteR R 包(bao)整合(he) bulk-seq 與(yu) scRNA-seq 數據，剖析(xi)實驗組和(he)對照組的轉錄差異，并(bing)探究其與(yu)腫瘤樣(yang)本 bulk-seq 生存率的相關(guan)性。
?分(fen)(fen)析特征基因與(yu)生(sheng)(sheng)存關系(xi)：分(fen)(fen)析細(xi)胞亞群(qun)特征基因在亞群(qun)及樣(yang)(yang)本(ben)中的表達差異，明確其與(yu)病人生(sheng)(sheng)存率(lv)的關聯，發現抗炎(yan)特征表達與(yu)生(sheng)(sheng)存率(lv)的聯系(xi)，且 CIBERSORTx 反卷積bulk RNA-seq樣(yang)(yang)本(ben)得到的巨噬細(xi)胞豐度無法預測(ce)結果 。
?反卷(juan)積(ji)分(fen)析(xi)細胞亞(ya)型影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)：以 scRNA-seq 數(shu)據為參(can)照，用 CibersortX 對 TCGA 隊列樣本(ben) bulk-seq 數(shu)據反卷(juan)積(ji)，分(fen)析(xi)細胞亞(ya)型占比(bi)，評(ping)估其對病人生存的影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)，發現 F13-CTHRC1 等亞(ya)型比(bi)例(li)高會(hui)縮短患(huan)者(zhe)生存時間，cDC1 樹突狀細胞比(bi)例(li)有積(ji)極作用，部(bu)分(fen)內皮和上皮細胞亞(ya)型有消極影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。
結論：本(ben)研(yan)究通過對 24 例(li)胃癌(ai)患者(zhe)腫瘤及配對正常組織進行批量(liang)和(he)(he)單(dan)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao) RNA 測序，構建了胃癌(ai)腫瘤微環境單(dan)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)圖譜(pu)。研(yan)究發(fa)現腫瘤微環境中基質(zhi)成分顯(xian)著重塑，EN10 - SERPINE1 內皮(pi)(pi)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)和(he)(he) F13 - CTHRC1 活化(hua)成纖維(wei)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)為(wei)腫瘤特(te)異(yi)性(xing)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)群，它(ta)們之間的相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互作用可能(neng)影響胃癌(ai)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)的血管生(sheng)成、遷(qian)移和(he)(he)上皮(pi)(pi) - 間質(zhi)轉化(hua)。細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)亞(ya)型(xing)與患者(zhe)生(sheng)存密切相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)關，M16 - CLEC9A 樹突狀細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)高表達與患者(zhe)生(sheng)存期延長相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)關，而 F13 - CTHRC1 活化(hua)成纖維(wei)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)和(he)(he) EN10 - SERPINE1 內皮(pi)(pi)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)數(shu)量(liang)增多則(ze)與不良(liang)預(yu)后相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)關。此(ci)外，研(yan)究還確定了與免疫治(zhi)療(liao)(liao)反應相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)關的基因程(cheng)序，如循環 CD8? T 細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)基因特(te)征對免疫治(zhi)療(liao)(liao)反應具有較高預(yu)測性(xing)，為(wei)胃癌(ai)生(sheng)物標志物的開發(fa)和(he)(he)治(zhi)療(liao)(liao)策略的優化(hua)提供了新方向 。
