揭秘生信分析三张图核心基因思路发10+

核心基因流程是生息人最早推出的思路系列了，一般用于非肿瘤疾病会多一些，毕竟肿瘤更偏重方向是预后，但是不管是肿瘤也好非肿瘤疾病也好，疾病的早筛和早诊对于疾病的临床结局影响重要性不言而喻。

“生信基于公开数据库筛选疾病核心maker+实验验证marker”这样的思路发文一般不会超过5，那么这个文章是如何做到2区10+的呢？ 先看作者都做了点啥吧（图较多可选择性跳读）。

流程图：

主要结果：

生信分部分挖掘

基于公开数据库多队列和WGCNA方法筛选OV候选marker

AB：差异分析筛选两个OV表达队列疾病中异常失调的基因

C-H：WGCNA识别两个OV表达队列疾病关键模块基候选marker

基于机器学习方法进一步识别OV关键的marker

AB：随机森林算法识别关键marker（可有很多种机器学习算法替代）

C ：OV关键marker的GSVA通路富集分析

D ：OV关键marker的互作网络分析

OV关键marker的多组学landscape及药敏性分析

A：OV关键marker体细胞突变展示（cBioPortal可出图）

B：OV关键marker分组间TMB差异（TMB免疫治疗预测生物标记）

C：OV关键marker分组间化疗药物敏感性差异

D：OV关键marker在疾病VS正常中的甲基化水平差异

综上生信部分识别到了OV的关键marker：ESM1 （以上的部分都能用平台GAPTEST完成）

实验部分验证OV关键marker

ESM1 的异常表达与OV临床表型相关

AB：差异分析筛1、TCGA、GEO和临床OV患者的qRT–PCR结果都显示ESM1在OV中显著上调

B：免疫组化染色实验也发现相对于癌旁组织OC组织有更高的ESM1蛋白表达，ESM1的表达也与OV的其他临床病理表型相关（Table1-2）

CD：ESM1在OV中的预后价值

EF：qRT-PCR和western-blotting实验证明ESM1 mRNA 和蛋白水平OV细胞系显著高于正常

2、ESM1敲低影响OC进展（增值、凋亡、侵袭、转移）

A-C：RNA干扰抑制ESM1的表达可以降低OV的增值

D ：ESM1敲低显著抑制了OV细胞系的DNA复制水平

E ：ESM1缺乏，OV细胞系凋亡水平显著增加（流式细胞术）

F ：ESM1的敲低诱导了G1细胞周期停滞

AB：ESM1的敲低还明显减弱了OV的转移和侵袭

C：ESM1敲低抑制MMP9增强TIMP表达抑制OC的转移和侵袭

3、体内外实验证明ESM1表达抑制减少了OV血管生成

D：细胞转染等实验流程

EF：与对照组相比ESM1 敲低组可降低肿瘤新生血管的抑制

A：伤口愈合实验表明ESM1敲除后的OV细胞培养基中HUVECs迁移能力显著下降

BC：增殖实验还表明与对照组相比HUVECs增殖能力较低

D：CAM(绒毛膜尿囊膜试验)也进一步证实了ESM1对OV血管生成的作用

E：斑马鱼模型中也观察到了ESM1敲低对体内血管生成的抑制作用

4、ESM1对体内肿瘤生长的抑制作用

A-C：vector、ESM1敲低后转染后的A2780 细胞注入到裸鼠体内，ESM1抑制组的肿瘤和体积和肿瘤明显小于vector组，表明ESM1表达可促进OV细胞体内致瘤性

D：免疫组化发现ESM1敲低可抑制VEGF-A、PCNA和Cdc25A，提示ESM1可通过促进增殖、细胞周期和血管生成来加速OV进展

5、ESM1敲低抑制OV细胞中Akt/mTOR/HIFα通路

A： GSVA结果证实了ESM1在PI3K/Akt通路中的致癌性。WB实验表明ESM1抑制可使AKT通路失活，并进一步降低AKT、p-AKT等的表达，但这一过程可被AKT激活剂（SC-79）逆转。

B：ELISA(酶联免疫吸附剂测定) 检测了这些细胞组中VEGF水平，发现ESM1可以通过Akt途径增加VEGF。

9C：ESM1/Akt轴在OV细胞增殖和血管生成的调控示意图

5、ESM1过表达通过Akt通路加速OV细胞的增殖、迁移和血管生成

0AB：构建ESM1过表达、空载体转染细胞系CAOV3 ，WB检测ESM1水平，MMT分析发现ESM1过表达能显著的增加CAOV3细胞的活性 

0C：EdU（细胞增值检测）还表明ESM1可以加速CAOV3细胞中的DNA复制

0DE：ESM1可以增强OV迁移和侵袭能力

0F：与NC和载体组相比ESM1显著增加了MMP9，但降低了TIMP蛋白表达

0G：具有高水平ESM1的CAOV3细胞可诱导肿瘤新生血管

0H： ESM1可以增强新血管形成，过程可以通过Akt抑制剂LY294002来挽救

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1A-C：进一步的实验表明，ESM1-OE-CAOV3细胞分泌的高水平ESM1可以增强HUVEC的增殖和迁移能力

1DE：CAM和斑马鱼模型实验表明，与对照组相比ESM1 过表达组具有明显增加的新血管形成密度和数量，而LY294002组显示微血管形成的密度和数量显著降低

以上结果表明ESM1可以通过Akt途径促进OV的进展，LY294002则是很好的抑制剂

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文章小结：

结构十分清晰：

公开数据库队列简单生信分析筛选疾病关键marker

大篇幅实验验证关键marker并找到对应的潜在可应用于临床的治疗药物

随着生物信息被大家所熟知，大家越来越把发文的希望寄托于文章中有多少生信分析步骤上（机器学习等方法类文章除外），而忽略了生信分析本身仅仅就是一个从海量数据中筛选生物标记的工具（关键的第一步），筛选到有意义的marker后怎么进行后续的各种验证，以及提出能解决临床问题的方法是关键。

如果觉得做实验太麻烦，也不会的话在测序也是助力科研的捷径，样本不用太多，同样用生信分析常规手段去筛选有意义marker也是能发很高的。比如下面两个文章：

文章1：作者基于小鼠3 vs 3的自测数筛选了放疗相关的CAF因子，再在公开数据队列中基于这些marker构建了可以预测前列腺癌放疗的预后signature，轻松8+搞定

文章2：测序+差异分析+实验验证总共4张图

看了这两个文章是不是觉得搞科研简直不要简单，有测序数据（不管多还是少）、有实验想法的，迈出这关键第一步：找！！！

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