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IF10.1,深圳二院团队这个单细胞分析+TWAS+机器学习思路,妥妥的走在前沿啊!

IF10.1,深圳二院团队这个单细胞分析+TWAS+机器学习思路,妥妥的走在前沿啊! 生信日报
2025-10-11
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导读:当当当当,单细胞文章又来了~

当当当当,单细胞文章又来了~

小记者前面分享的大多数单细胞文章都离不开3大思路(单细胞+空转公共数据分析+简单验证实验;单细胞公共数据分析+自有临床队列验证;小样本量单细胞自测序+公共数据分析),但今天这篇不一样,咱们换个口味,看一个“TWAS+单细胞分析+机器学习”的联合思路,它比前面3种主流思路更新颖,属于前沿思路,并且生信占比更高,还能发高分,非常适合临床医生使用!咱们团队单细胞分析经验超丰富,需要协助分析可以直接滴滴小记者~

来直接看文章,研究单细胞分辨率下的肺动脉高压 (PAH)发病机制:

1.选题:首先选择的疾病是PAH,它属于较罕见疾病且目前没有可靠的生物标志物,所以首先临床研究价值比较高。另外,PAH中虽然已有一些单细胞研究,但没有TWAS+单细胞整合研究,所以创新性也比较高! 

2.联合思路:文章走的是一个“TWAS+单细胞分析+机器学习”的联合思路,从TWAS切入筛选PAH遗传相关基因,然后单细胞分析这些基因并识别功能性亚群,最后机器学习提取生物标志物。三大模块整合在一起形成了一个多维度多组学研究框架,目前这类思路还不多见,所以新颖度是比较高的。另外也用到了很多新颖分析技术,再次拔高了文章的质量和竞争力,成功发到10分!如果TWAS、单细胞高级分析自己做不了的,可以滴滴小记者协助!最后用动物模型做了个表达验证,这一步操作难度不大,但形成了干湿结合模式,发高分更保险,推荐使用~

这篇文章的思路算是比较前沿了,把3块热门分析集合在一起,质量还是很高的,做的也很扎实,符合10分的水平。并且生信占比非常高,性价比很不错,想用单细胞公共数据分析冲高分的朋友,非常推荐可以复现这个思路模式!复现过程中遇难题?单细胞高级分析搞不定?【生信日报】团队已就位,欢迎随时滴滴小记者~

题目:肺动脉高压高 TWAS 活性内皮发病机制的多组学剖析:桥接单细胞异质性、机器学习驱动的生物标志物和发育重编程

研究思路解构

1.数据:GWAS数据、bulk和单细胞转录组数据

2.思路方法

1)基于GWAS和基因表达数据,利用TWAS鉴定与PAH有遗传关系的候选基因;

2)基于单细胞数据,根据标记基因进行细胞注释,分析PAH的细胞特征;

3)使用 AUCell、UCell、singscore、ssGSEA 和 AddModuleScore 算法来计算每个细胞的 TWAS活性,并比较各细胞类型中的TWAS活性差异;

4)进一步通过基于四分位数的分层鉴定出具有高的TWAS 活性的内皮细胞亚群,并指定为高 TWAS 活性状态 (HTS) 组,随后采用多维分析,包括RO/E、CellChat、CytoTRACE 和 scMetabolism,来表征 HTS 细胞的功能和通讯特性;

5)利用多种机器学习算法从TWAS识别出的PAH相关基因中鉴定出 HTS 的强特征基因,并训练基准随机森林模型来预测HTS状态;

6)进行假时分析以推断和评估表达 TWAS 特征基因 KLF2、RASIP1 和 DEPP1 的内皮细胞的发育轨迹和分化水平,构建基于 CellChat 的共表达网络,以研究KLF2调节内皮细胞的机制;

7)建立PAH动物模型,对 PAH 和对照肺组织中的特征基因(KLF2、RASIP1 和 DEPP1)进行了免疫组化和 qRT-PCR 验证。

单细胞分析需要的运算力比较大,一般都直接在服务器上跑代码,朋友们有需要的话可以考虑下咱们这边的共享/独享服务器,大厂的配置且预安装了1k+R包, 2位数就能用1个月,还有一对一技术维护群给随时给解决问题,不要太划算哟~

主要结果展示

1. TWAS分析鉴定出115个PAH相关基因,主要在泛素介导的蛋白水解、ECM 受体相互作用以及 IL-17 信号通路和 FOXO 信号通路中富集

2. 单细胞分析鉴定出21个细胞亚群

3. TWAS活性分析显示,内皮细胞比其他细胞类型具有相对较高的 TWAS 活性,PAH中的 TWAS 活性具有更广泛的状态分布,并且PAH中各种细胞类型的 TWAS 活性存在显著差异

4. 根据四分位数法鉴定HTS 内皮细胞,它表现出显着的组织趋向性,增强在细胞间通讯中的作用,以及在内皮分化中的祖细胞样功能

5. 基于机器学习的特征选择揭示了三个强大的特征基因:KLF2、RASIP1 和 DEPP1

6. 性能评估显示,这3个基因在识别 HTS 细胞方面表现出卓越的预测能力,包含这3个基因的RF模型是最佳模型

7. KLF2在PAH发展中通过内皮细胞介导的细胞间通讯发挥关键作用

8. 在慢性缺氧诱导的PAH模型中验证 KLF2、RASIP1 和 DEPP1 的表达上调

小记者话生信

这个文章确实很新颖啊,小记者看了那么多单细胞文章,这篇着实给人眼前一亮的感觉,尤其是“TWAS+单细胞+机器学习”这个联合思路很值得学习! 

文章最大的亮点就是这个多组学思路的应用,现在很多疾病都做了不少单细胞研究,但能整合TWAS分析很少,这就是一个很大的缺口,也是留给咱们做单细胞联合思路的一个好机会,一定要抓住啊!

另外,作者还添加了机器学习模型构建和实验验证,进一步丰富内容,提高文章质量,然后逻辑闭环也做得比较好!这个模式目前还比较少见,生信占比很高,发文效果好,所以很适合实验条件没那么充足的朋友,强推! 如果你也想复现这个新颖联合分析思路,可以联系小记者帮你实现!专业的思路设计和生信分析团队为您提供全面的生信服务,只要你需要,小记者随叫随到!

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