影響因子：8.786
關于非腫瘤生信，我們也解讀過很多，主要有以下類型
1 單個疾病WGCNA+PPI分析篩選hub基因。
2 單個疾病結合免疫浸潤，鐵死亡，自噬等基因集，機器學習算法等。
3 兩種相關疾病聯合分析，包括非腫瘤結合非腫瘤，非腫瘤結合腫瘤或者非腫瘤結合泛癌分析
4 基于分型的非腫瘤生信分析
目前非腫瘤生信發文的門檻較低，有需要的朋友歡迎交流
研究概述：
在繼發性脊髓損傷（SCI）中，受損脊髓的免疫微環境在脊柱再生中起著重要作用。在免疫微環境成分中，巨噬細胞/微膠質細胞在脊髓損傷亞急性階段起著促炎癥和抗炎的雙重作用。這項研究旨在識別SCI亞急性期的免疫樞紐基因和靶向治療藥物。研究結果表明在脊髓損傷的亞急性期，巨噬細胞/小膠質細胞中的B2m、Itgb5和Vav1可能是促進神經再生的關鍵治療靶點。此外，低劑量地西他濱可能通過調節巨噬細胞/小膠質細胞的極化狀態促進脊髓再生。
流程圖：
研究結果：
一、關鍵調控基因的鑒定
根據RNA-seq數據集的主成分分析結果，SCI組(3 dpi和7 dpi)的22個樣本特征與假手術組(圖2A)有明顯區別。熱圖和火山圖表明這些樣品中存在1387個DEGS，包括947個上調基因和440個下調基因(圖2B，C)。
2. GSE5296和GSE47681中的22個樣本均滿足條件，進行WGCNA分析(圖3A)。確定了與SCI顯著相關的五個模塊(圖3C、D)，其中黃色模塊最顯著。模塊之間關聯的熱圖如圖3e所示。黃色模塊中686個基因與SCI基因重要性的相關系數為0.97(圖3F)。
二、關鍵調控基因的綜合分析
1.在韋恩圖中，452個基因在DEG和黃色模塊基因之間交叉（圖4A）。這些調控基因主要在生物途徑中富集，如淋巴細胞活化的負調控、抗原的處理和外源肽抗原的表達以及對抗原刺激的炎癥反應的正調控(圖4B)。
2.進一步的免疫路徑富集分析表明，關鍵的調控基因涉及干擾素-γ，收費樣受體信號通路(圖4C)。通過MCODE選擇了29個樞紐基因(圖4A，D)。這些樞紐基因參與免疫球蛋白產生、ECM受體、內皮細胞分化的正調控(圖4E)。
三、免疫細胞浸潤分析
1.作者計算了樣本中22個免疫細胞的含量（圖5A）。每個樣本中免疫細胞豐度的熱圖如圖所示5B. 此外又分析了這些樣本中免疫細胞的相關性（圖五C），發現M0巨噬細胞與活化NK細胞的正相關性最強，而M1巨噬細胞與M2巨噬細胞的負相關性最強。此外，SCI組的CD8+T細胞、M2巨噬細胞和靜息樹突狀細胞水平均高于假手術組。同時，脊髓損傷組的漿細胞、記憶性CD4+T細胞、濾泡輔助性T細胞、活化的NK細胞和M0巨噬細胞水平均低于假手術組（圖5D）。
2.29個hub基因的表達矩陣熱圖如圖6A所示。6個基因（Vav1、Itgb5、B2m、Col1a2、Col4a5、Col6a2）被確定為免疫中樞基因（圖6B）。根據棒棒糖圖（圖6C）的結果，Itgb5與靜息樹突狀細胞的正相關性最強，Col6a2與漿細胞的負相關性最強。
四、ScRNA-seq 分析
1.在UMAP圖(圖7A)上鑒定出10個細胞簇(星形膠質細胞、B細胞、內皮細胞、室管膜細胞、粒細胞、小膠質細胞、巨噬細胞、單核細胞、NK細胞、少突膠質細胞)。功能富集分析結果表明，細胞簇的功能主要集中在淋巴細胞增殖調節、白細胞活化負性調節和免疫途徑中的小膠質細胞活化等方面。(圖7B)。
2.圖7C，D顯示了免疫樞紐基因在每個簇中的表達百分比。在這些免疫樞紐基因中，Vav1，Itgb 5，B2M是小膠質細胞/巨噬細胞的特征基因(圖7E)。B2M和Itgb 5主要分布于小膠質細胞(TREM 2，C1qa，Fcrls)，Vav1主要分布于巨噬細胞(CX3CR1，CSF1R，Cst 3)。10個細胞簇間相互作用的數量和強度如圖7F所示。免疫細胞中，B細胞與單核細胞、巨噬細胞與星形膠質細胞、單核細胞與內皮細胞、NK細胞與神經節細胞密切相關。小膠質細胞與內皮細胞、星形膠質細胞和少突膠質細胞有很強的相關性。
五、免疫中心基因的驗證和藥物預測
在整體RNA-seq數據集中，B2m、Itgb5和Vav1在SCI組均高表達（圖8A），與7 dpi的qRT-PCR驗證結果一致（圖8B）。基于DSigDB數據庫的結果，作者推測地西他濱（P=0.02）可能是一種結合這些免疫中樞基因的小分子化合物（圖8C）。使用AutoDock軟件（圖8D-F）成功地預測了地西他濱與B2m、Itgb5和Vav1蛋白的可能結合位點。
六、體內功能和組織學評估
1.作者制作了T9鉗形SCI模型（圖9A），觀察到地西他濱組在SCI后6周MEPs改善（圖9B）。Basso-Beattie-Bresnahan運動測試評分在脊髓損傷后6周內也有改善，但在脊髓損傷后4周內無統計學意義(圖9C)。心臟、腎臟、肝臟、肺、胃和脾臟的HE染色在6周內未顯示出明顯的形態學變化(圖9D)。
2.與SCI+PBS組相比，亞曲他濱組Arg-1、IL-4、IL-10水平升高(P<0.0 5)(圖9E)。同時，依地他濱組iNOS、TGF-α和IL-1b水平均低于對照組。在十米他濱刺激下，CD 206表現出較強的紅色熒光，而iNOS則表現為弱紅色熒光。這些結果都支持巨噬細胞/小膠質細胞從M1型過渡到M2型(圖9F)。
研究總結：
本研究利用Bulk RNA-seq和sc RNA-seq的組合，確定了SCI后免疫細胞簇和免疫中樞基因的變化，并發現了可以調節巨噬細胞/小膠質細胞極化以改善神經功能的藥物，本研究中對脊髓損傷后免疫微環境的探索和免疫中樞基因的鑒定，可能為尋找更有效治療脊髓損傷小膠質細胞的方法提供科學的依據。
