今天和大家分享的是19年11月发表在AnnalsofTranslationalMedicine(IF:3.)杂志上的一篇文章,“DNAmethylation-basedprognosticbiomarkersofacutemyeloidleukemiapatients”,本篇文章先对DNA甲基化和基因表达进行了差异分析,鉴定了急性髓细胞性白血病中的关键表观遗传基因。然后进行了KEGG和GO分析,PPI网络构建和模块分析,并使用SurvExpress分析获取得分最高模块的基因,构建了基于3个关键基因的预后模型,在癌症数据集中进行生存分析和风险评估。最后,用MethSurv分析探索了与AML生存相关的甲基化生物标志物。
DNAmethylation-basedprognosticbiomarkersofacutemyeloidleukemiapatients基于DNA甲基化的急性髓细胞白血病患者的预后生物标志物一、研究背景急性髓细胞性白血病(AML)是一种异质性克隆性疾病,可阻止正常的髓样细胞分化。其发病率随年龄增长而增加,预后不良。在健康的造血干细胞中,表观遗传过程在细胞分化和造血过程中起着关键作用。研究表明,DNA甲基化和异常基因表达与AML密切相关,但是在AML中关键的差异甲基化基因(DMG)和差异表达基因(DEG)的作用仍不清楚。
二、分析流程三、结果解读1.识别AML中的DEG和DMG作者从GEO数据库中获取了基因表达(GSE)和甲基化(GSE)的分析数据,用GEO2R分析发现了差异表达基因和差异甲基化基因后,用维恩图展示了重叠基因的情况,发现有个低甲基化/上高表达基因和个高甲基化/低表达的基因。
图1.在基因表达数据GSE和甲基化数据GSE中识别异常甲基化的差异表达基因2.KEGG通路分析与GO分析验证完差异表达后,进行了KEGG分析,并选择前十个富集通路。高甲基化低表达基因在Th1和Th2细胞分化,胞吞作用,Th17细胞分化等途径显著富集。而低甲基化高表达基因在产热,卵母细胞减数分裂,癌症中的转录失调等途径显著富集。
接着进行了GO分析,同样选择了前十个途径。低甲基化/高表达的基因在生物学过程(BP)主要在甲基化依赖性染色质沉默的调控,组蛋白甲基化的正调控等显著富集。分子功能(MF)主要在解旋酶活性,质子转运ATP合酶活性等富集。细胞成分(CC)主要在质膜胞质侧的固有成分等富集(图2.A-C)。对于高甲基化/低表达基因,BP显著富集在细胞因子介导的信号传导途径,蛋白磷酸化,髓样白细胞介导的免疫的正调控等途径。MF主要在蛋白激酶活性,肌动蛋白丝结合等显著富集。CC主要在吞噬囊泡,吞噬囊泡膜等显著富集(图2.D-E)。
KEGG和GO分析中许多富集结果对分析有提示的作用,如Th1和Th2细胞分化,染色质沉默,髓样白细胞介导的免疫的正调控等等均与AML的发生发展有密切的关系。
图2.AML中异常甲基化差异表达基因参与的KEGG十大通路图3.AML中异常甲基化差异表达基因参与的GO十大途径3.PPI网络与模块选择接着,作者通过STRING数据库和Cytoscape软件进行了PPI网络分析。低甲基化/上调基因的PPI网络图具有个nodes和个edges(图4),而高甲基化/下调基因的PPI网络图具有个nodes和个edges(图5)。通过MCODE插件将上述两个PPI网络图分别导入Cytoscape软件中以构建模块,设置了DegreeCutoff=10,Haircuton,K-Core=2,NodeScoreCutoff=0.2,MaxDepth=。最后将低甲基化/高表达基因构建为9个模块,将高甲基化/低表达基因构建为12个模块。作者选择了得分最高的模块,如图6所示。