单细胞RNA测序数据处理与质量控制
从公共数据库获取主动脉夹层和正常对照的单细胞转录组数据,并进行质量控制以去除低质量细胞。
从GEO数据库获取GSE189795、GSE254132和GSE222318数据集,共29个样本。过滤标准为nFeature_RNA 200-5000,nCount_RNA 200-30000,线粒体基因含量<20%,血红蛋白基因含量<5%。使用Harmony整合数据,FindClusters聚类,DoubletFinder鉴定双细胞。
Identification of novel lipid metabolism-related biomarkers of aortic dissection by integrating single-cell RNA sequencing analysis and machine learning algorithms.
研究结合单细胞转录组分析、多种机器学习算法、bulk RNA-seq验证及Ang II诱导的动物模型实验,并进行了qRT-PCR、Western blot和免疫荧光验证。
ApoE-/-小鼠Ang II诱导主动脉夹层模型 单细胞RNA测序数据(GSE189795, GSE254132, GSE222318) bulk RNA-seq数据集(GSE153434, GSE52093)
PLIN2和PLIN3在主动脉夹层中的上调表达及诊断潜力(AUC值) PLIN2在巨噬细胞中的特异性表达(免疫荧光共定位) Ang II诱导主动脉夹层小鼠模型的建立(剂量和持续时间) 基因表达验证所用的qRT-PCR和Western blot条件
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
从公共数据库获取主动脉夹层和正常对照的单细胞转录组数据,并进行质量控制以去除低质量细胞。
从GEO数据库获取GSE189795、GSE254132和GSE222318数据集,共29个样本。过滤标准为nFeature_RNA 200-5000,nCount_RNA 200-30000,线粒体基因含量<20%,血红蛋白基因含量<5%。使用Harmony整合数据,FindClusters聚类,DoubletFinder鉴定双细胞。
评估不同细胞类型的脂质代谢活性,并筛选与脂质代谢相关的上调基因。
使用AUCell和AddModuleScore计算脂质代谢通路活性得分,将细胞分为高、低活性组,进行差异表达分析(log2FC>0和调整p<0.05),筛选上调基因。同时进行Spearman相关性分析选择与脂质代谢最相关的128个基因,取交集得到26个上调和脂质代谢相关基因。
表征所选基因参与的生物学通路和功能。
对26个基因进行Metascape、GO和KEGG富集分析,以了解其参与的生物学过程。
利用多种机器学习算法和PPI网络筛选与脂质代谢相关的关键生物标志物。
在bulk RNA-seq数据(GSE153434)上应用LASSO、随机森林、Boruta和SVM算法,结合PPI网络和MCODE聚类,取交集得到3个生物标志物:PLIN2、PLIN3和PPARG。
在独立数据集中验证所选生物标志物的表达和诊断价值。
在bulk RNA-seq数据集GSE52093中验证PLIN2和PLIN3的表达水平,并用ROC曲线评估诊断潜力。在单细胞数据中验证其在不同细胞类型中的表达。
探索生物标志物与免疫细胞浸润的关系及相关通路。
使用GSEA数据库的标记基因进行免疫浸润分析,Spearman相关性分析。单基因GSEA分析使用ClusterProfiler和MSigDB的c5.go.v2023.2.Hs.symbols.gmt基因集。
揭示PLIN2高表达的单核细胞与其他细胞的通讯模式及其分化轨迹。
基于PLIN2中位表达将单核细胞分为高、低表达组,使用CellChat进行细胞通讯分析。使用CytoTRACE评估分化潜能,Monocle进行伪时间轨迹分析。
筛选可能靶向PLIN2的潜在治疗化合物。
使用DGIdb和DSigDB预测药物,选择RTI-122、环己酰亚胺、酮康唑和芹菜素进行分子对接,使用AutoDock Vina计算结合能。
验证PLIN2在主动脉夹层中的表达及其在巨噬细胞中的定位。
使用Ang II诱导ApoE-/-小鼠主动脉夹层模型,通过qRT-PCR、Western blot和免疫荧光检测PLIN2表达。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 蛋白质提取和定量 | BCA蛋白定量试剂盒 | Beyotime Biotechnology | P0010 |
| Western blot | 抗Plin2抗体 | Proteintech | 15294-1-AP |
| 抗GAPDH抗体 | Proteintech | 60004-1-Ig | |
| IRDye 800CW山羊抗兔IgG | Bioss | bs-40295G-IRDye800CW | |
| IRDye 800CW山羊抗小鼠IgG | Bioss | bs-40296G-IRDye800CW | |
| Odyssey红外成像系统 | -- | -- | |
| qRT-PCR | Evo M-MLV逆转录预混试剂盒 | Accurate Biology | AG11728 |
| SYBR Green Pro Taq HS预混qPCR试剂盒 | Accurate Biology | AG11701 | |
| Applied Biosystems 7500实时荧光定量PCR系统 | Applied Biosystems | -- | |
| 免疫荧光 | PLIN2多克隆抗体 | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. | GB113109 |
| CD68多克隆二抗 | Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd. | GB115593 | |
| DAPI | -- | -- | |
| 分子对接 | RTI-122 | -- | -- |
| 酮康唑 | -- | -- | |
| 芹菜素 | -- | -- | |
| 动物实验 | 血管紧张素II | -- | -- |
| 渗透压泵 | -- | -- |
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 单细胞RNA测序数据处理 | 过滤标准、聚类参数、双细胞鉴定参数 阅读提示:材料与方法2.1节 |
| 机器学习筛选 | 随机种子、参数设置(LASSO alpha, RF树数, Boruta maxRuns, SVM折数) 阅读提示:材料与方法2.4节及补充文件2 |
| 动物模型 | 小鼠品系、Ang II剂量、给药方式、持续时间、样本量 阅读提示:材料与方法2.9节 |
| Western blot | 抗体稀释比、孵育条件、内参 阅读提示:材料与方法2.10节 |
| qRT-PCR | 引物序列、反应条件、仪器 阅读提示:材料与方法2.11节 |
| 免疫荧光 | 抗体稀释比、孵育条件、复染 阅读提示:材料与方法2.12节 |