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最新11+TCGA生信分析思路,一起来学习!

生信基础 管理员 187℃ 0评论

题目:Integrated analysis of single-cell and bulk RNA sequencing data reveals a pan-cancer stemness signature predicting immunotherapy response

杂志:Genome Med

日期:2022 年 4 月 29 日

Doi:10.1186/s13073-022-01050-w

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背景:虽然免疫检查点抑制剂(ICI)被认为是癌症治疗的突破,但只有少数患者从中受益。癌症干性可能是 ICI 耐药的潜在罪魁祸首,但缺乏直接的临床证据。

方法:收集并分析来自 ICI 治疗患者的公开可用的 scRNA-Seq 数据集,以阐明癌症干性与 ICI 反应之间的关联。使用包括 34 个 scRNA-Seq 数据集、癌症基因组图谱 (TCGA) 泛癌队列和 10 个 ICI 转录组队列在内的大规模泛癌数据开发和验证了一种新的干性特征 (Stem.Sig)。使用筛选潜在免疫治疗靶点的 17 个 CRISPR 数据集进一步探索了 Stem.Sig 基因的治疗价值。

结果:通过 CytoTRACE 评估的癌症干性被发现与黑色素瘤和基底细胞癌的 ICI 抗性显着相关(均 P < 0.001)。Stem.Sig与抗肿瘤免疫呈显着负相关,而Stem.Sig与肿瘤内异质性(ITH)/总突变负荷(TMB)呈正相关。基于此特征,机器学习模型预测 ICI 响应在验证集和测试集中的 AUC 均为 0.71。值得注意的是,与之前公认的特征相比,Stem.Sig 在多种癌症中取得了更好的预测性能。此外,我们生成了一个基因列表,按每个基因的平均效果排序,以增强跨不同 CRISPR 数据集的基因敲除后的肿瘤免疫反应。然后我们匹配了 Stem。

结论:我们揭示了癌症干性和免疫治疗耐药性之间的强大联系,并开发了一个有前途的特征,Stem.Sig,与其他有关 ICI 反应预测的特征相比,它显示出更高的性能。该特征可以作为患者选择免疫疗法的竞争工具。同时,我们的研究可能为通过靶向干性相关基因来克服免疫抗性铺平道路。

我们提供了第一个可靠的临床证据,表明癌症干性与免疫治疗耐药性相关。使用单细胞转录组数据的泛癌分析,我们开发了一个基因表达特征,Stem.Sig,它在预测多个队列的 ICI 结果方面优于其他公认的特征。对 Stem.Sig 的进一步探索也揭示了一些潜在的治疗靶点。我们的研究为免疫治疗中的患者选择提供了一种很有前景的解决方案,并揭示了通过靶向癌症干性来提高抗肿瘤免疫力来解决 ICI 耐药性问题。

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