MDSCs方向也可以做非肿瘤生信？看这里，5分+干湿结合思路给你打个样！分析简单，容易复现，学会发文不愁！- 大数跨境

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MDSCs方向也可以做非肿瘤生信？看这里，5分+干湿结合思路给你打个样！分析简单，容易复现，学会发文不愁！

生信日报

2023-08-06

导读：嘿！小记者又来给大家分享文章思路了MDSCs在肿瘤领域研究较多，而这篇文章另辟蹊径，利用MDSCs进行非肿瘤

嘿！小记者又来给大家分享文章思路了

MDSCs在肿瘤领域研究较多，而这篇文章另辟蹊径，利用MDSCs进行非肿瘤疾病研究，筛选关键基因后辅以MDSCs湿实验验证，还采用了流式细胞分析等相对新颖的技术，一套组合拳下来，把研究写得清晰明了，且分析方法容易复现，对生信小白来说可借鉴性极强，换个疾病新文章不就来咯。

肿瘤领域热火朝天，其实很多肿瘤研究都可以为非肿瘤疾病研究和治疗提供借鉴，比如本文的研究思路和结论就对COPD免疫疗法大有益处。多发掘肿瘤研究中应用较多，而非肿瘤中相对较少的方法、材料，他山之石以攻玉，创新点就有了，快来学学吧！！！

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题目：PLA2G7作为COPD免疫相关生物标志物促进MDSCs扩增和抑制功能的生物信息学分析

杂志：International Immunopharmacology

影响因子：IF=5.599

发表时间：2023年5月

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研究背景

免疫机制参与了慢性阻塞性肺疾病（COPD）的发病机制。然而，确切的免疫发病机制仍不清楚。本研究旨在通过生物信息学分析，确定COPD的免疫相关生物标志物及其潜在的分子机制。

数据来源

研究思路

从基因表达综合数据库（GEO）下载GSE76925。筛选差异表达基因（DEGs），并进行富集分析。然后，进行单样品基因富集分析（ssGSEA）以对免疫细胞的浸润水平进行评分。再开展加权基因共表达网络分析（WGCNA）鉴定与免疫细胞差异表达相关模块，并进一步确定关键模块相关DEGs，分析关键基因与临床参数和免疫细胞浸润水平之间的相关性。此外，在健康、吸烟者和COPD患者中测定了所选一个关键基因PLA2G7的表达、MDSCs的频率以及MDSCs相关免疫抑制介质的表达。最后，检测PLA2G7异常表达对MDSCs频率和MDSCs相关免疫抑制介质表达的影响。

主要结果

1. DEGs的鉴定和功能富集分析

使用Limma观察到COPD和对照组之间352个DEGs，包括39个上调和313个下调的DEGs（图1A，B）。使用Metascape在线数据库对DEGs进行富集分析，发现DEGs主要与RNA代谢和细胞器组织的正调节有关（图1C和D）。再执行PPI网络并通过Cytoscape可视化，然后使用MCODE算法进行分析（图1E）发现前5个有意义的模块的主要关联是伴侣介导的蛋白质折叠、mRNA剪接、趋化因子介导的信号通路、前体代谢物和能量的产生以及中性粒细胞脱颗粒（图1F）。

2. 免疫细胞浸润水平分析

应用ssGSEA算法量化GSE76925数据集中COPD患者组织和正常肺组织中28个免疫细胞的浸润水平。包括活化B细胞、活化CD8T细胞、CD56bright自然杀伤细胞、CD56dim自然杀伤细胞、中枢记忆CD8T细胞、效应记忆CD8T细胞、嗜酸性粒细胞、未成熟树突状细胞、MDSCs、自然杀伤细胞、自然杀伤T细胞、浆细胞样树突状细胞和调节性T细胞在内的13种免疫细胞在正常肺组织和COPD组织中差异表达（图2A，B）。进一步分析28个免疫细胞的浸润水平与COPD患者中的FEV1和FEV1/FVC （FEV1，第一秒用力呼气量；FVC，用力肺活量）之间的相关性，发现多种免疫细胞浸润水平与肺功能呈显著正相关（图2C，D）。

3. WGCNA和关键模块标识

删除离散样本后，构建树状图和性状热图（图3C），选择β=4作为软阈值构建无标度网络，基于无标度网络获得了总共9个模块（图3E和F），在这些模块中，发现空白模块与多重免疫细胞浸润水平显著相关。使用黑色模块作为集线器模块，其与免疫细胞浸润水平之间的相关性展示在图3G。

4. 关键基因筛选

黑色模块中的基因主要在免疫相关路径中富集，如T细胞活化和细胞因子产生的调节（图4A-4C）。对上调的DEGs与黑色模块中的基因取交集，得到6个可能参与COPD进展过程中免疫细胞紊乱调节的基因：ADAMDEC1、CCL19、CHIT1、MMP9、PLA2G7和TM4SF19（图4D）。统计上，PLA2G7（R=-0.2337，P=0.0136）、ADAMDEC1（R=-0.2311，P=0.0136）、CCL19（R=-0.2160，P=0.0228）、TM4SF19（R=-0.2210，P=0.0197）和CHIT1（R=-0.1874，P=0.0489）的表达水平与COPD患者的FEV1/FVC显著负相关，但对FEV1没有显著影响（图4E和F）。

5. 关键基因与免疫细胞浸润水平的相关性

文章进一步探讨了关键基因与免疫细胞浸润水平的相关性（图5A-F），从结果中发现6个关键基因ADAMDEC1（R=0.5158，P=1.13E-08）、CCL19（R=0.4463，P=1.21E-06）、CHIT1（R=0.4943，P=5.43E-08）、MMP9（R=0.5261，P=4.94E-09）、PLA2G7（R=0.7069，P=0.000）和TM4SF19（R=0.4569，P=6.30E-07）的表达水平都与MDSCs相关。其中，PLA2G7与MDSCs的相关性最强。因此，将PL2GA7与MSDC的关系作为进一步研究的重点。

6. COPD患者PLA2G7、MDSCs和免疫抑制介质水平的变化

从中国医科大学盛京医院招募了三组患者，包括稳定的COPD吸烟者（n=34）、没有COPD或气流阻塞证据的当前吸烟者（n=28）和健康的非吸烟者（n=22）。使用ELISA试剂盒测量血清Lp-PLA2水平，使用流式细胞仪分析患者血液中PMN-MDSCs的百分比，结果发现：

①COPD患者血清Lp-PLA2水平和PLA2G7 mRNA水平与健康非吸烟者(P<0.001）和非COPD吸烟者(P<0.001）相比显著升高，在健康组和吸烟者组之间没有观察到显著差异（图6A-6B）。

②Lin-/HLA-DR-low/CD33+/CD11b+的频率在正常健康个体和肺功能正常的吸烟者中没有统计学差异，而在COPD患者的PBMCs中显著增加（P<0.001）（图6C）。

③MDSCs通过产生免疫抑制介质如精氨酸酶1（Arg-1）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、信号转导和转录激活因子3（STAT3）和ROS来抑制免疫反应。COPD患者CD33+细胞中Arg-1、iNOS和STAT3的mRNA水平以及ROS水平显著升高，健康组和吸烟者组之间的这些水平没有显著差异（图6D–6G）。

这些结果预示PLA2G7和MDSCs可能在COPD的发生发展中起重要作用。

7. PLA2G7异常表达对MDSCs扩增和抑制功能的影响

过表达和沉默PLA2G7后转染COPD患者的CD33+细胞，发现pc-PLA2G7组中的PLA2G7水平显著高于对照组（P<0.001，图7A），表明高转染效率；PLA2G7的过表达显著增加了Lin-/HLA-DR-low/CD33+/CD11b+的频率和Arg-1（P<0.001）、iNOS（P<0.01）、STAT3（P<0.01）和ROS（P<0.001）的水平（图7B-F），敲除PLA2G7结果相反（图7G-L）。这些数据表明PLA2G7与慢性阻塞性肺疾病中MDSCs的扩增和抑制功能呈正相关。

文章小结

从这篇5分+的非肿瘤文章可以看出，选对疾病（COPD），生信分析+湿实验验证（MDSCs），思路完整，逻辑清晰，展现出研究的全貌，就很容易获得高分文章发表机会。而且在肿瘤领域研究较多的话题，换到非肿瘤领域，很可能就是潜在的创新点哦，比如本文的非肿瘤疾病MDSCs研究。从本文出发，未来包括动物实验在内的进一步研究来完全阐明PLA2G7在MDSCs上的确切分子机制，也可能就是你的研究方向哦。

小记者话生信

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