可以抢占先机的单细胞相关分析思路

Eric 生信人 2022-09-01

氧化应激(Oxidative Stress，OS)是指生物体细胞在遇到种种刺激时，机体内产生高水平高活性物质，如活性氧、氮自由基等，导致机体内氧化-还原反应速率失衡，各种氧化物导致的氧化速度超出了机体抗氧化能力，最终导致氧化应激损伤人体组织。并被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素,也是肿瘤及其他一系列疾病发生的重大起因(Ref:PMID8108730；IF:63+;Science)。

氧化应激损伤在肿瘤的发生发展中的作用：有关基础科研表明，几乎所有肿瘤细胞都存在细胞内氧化-还原体系失衡，高水平长时间的氧化应激水平一方面通过致细胞内氧化-还原系统失衡直接导致组织损伤，另一方面也可导致氨基酸残基氧化修饰，从而引起DNA损伤和突变、酯类及变蛋白质空间结构改变，其结果将介导原癌基因的激活或抑癌基因的失活，细胞异常增生而形成肿瘤。高水平氧化应激具有细胞毒性，能诱导细胞凋亡或坏死。但如果氧化应激低水平持续存在，细胞分裂和肿瘤生长就容易发生。

作为国自然中占一席之地的氧化应激热点，bulk-RNA相关的思路也有一波了。根据平时检索文章的经验，目前大多数文章主流趋势是scRNA+bulk-RNA联合分析。同时小编调研了目前氧化应激方向主要以生信分析为主的scRNA+bulk-RNA文章寥寥无几，这就是机会啊。接下来就给大家分享氧化应激怎么做scRNA+bulk-RNA分析的文章。你懂的，你想要的我们都有，抓紧机会上车。

单细胞分析阐明胃癌微环境细胞对氧化应激有截然不同的反应

（J Transl Med 2022.6 IF：8.44）

摘要：

肿瘤微环境在肿瘤的发生发展中发挥着重要作用。研究利用单细胞测序数据表征胃癌微环境，通过比较癌组织与正常组织中氧化应激对胃癌微环境细胞的影响，鉴定了与胃癌患者生存相关的关键基因。结果表明，与正常胃组织相比，胃癌组织的氧化应激反应降低，氧化解毒能力减弱，氧化应激诱导的细胞死亡增加。在胃癌微环境的不同类型单细胞中，T细胞的氧化应激反应增强，氧化解毒能力增强，氧化应激诱导的细胞死亡加剧。黏液细胞表现出与胃癌细胞相同的趋势：氧化应激反应降低，氧化解毒能力弱，氧化应激诱导的细胞死亡减弱。此外，与氧化应激显着相关的TRIM62、MET和HBA1可能是胃癌预后的生物标志物。

思路谍照

1、基于bulkRNA数据分析氧化应激失调情况

2、基于单细胞数据识别细胞亚群及marker

3、基于单细胞数据分析亚群氧化应激反应差异

图A：与bulk-RNA 的结果相同（图1A），单细胞水平上肿瘤中细胞氧化应激ssGSEA分数显著低于正常样本细胞（左）；T细胞氧化应激反应高度活跃说明T细胞受活性氧影响很大（右）；（小编调研：活性氧能够通过对T细胞的增殖、分化、凋亡以及功能的调节,在机体的免疫系统中起到重要的作用,参与机体固有和适应性免疫的构建,维护机体内环境稳态）

图B：粘液细胞亚群1得分低于正常组织来源细胞与癌细胞趋势一致，说明肿瘤组织中粘液细胞可能发生癌变。

4、基于单细胞数据分析亚群氧化解毒差异分析

图A：与bulk-RNA的结果一致（图1B），正常样本在单细胞水平上比肿瘤中单细胞氧化解毒能力更强（左）；粘液细胞得分和胃癌细胞氧化解毒得分趋势一致进一步说明粘液细胞可能是一种逐渐癌变的细胞（右）；

图B：与正常组织来源相比，肿瘤中细胞尤其是T细胞有更强的氧化解毒能力。

5、基于单细胞数据分析：氧化应激诱导癌症组织中的细胞死亡

图A：在bulk-RNA的分析中肿瘤氧化应激诱导细胞死亡得分高于正常，这样的现限与肿瘤逃避细胞死亡假设相反。单细胞分析则与假设相符。除癌细胞和粘液细胞外其它细胞类型有更高的得分也进一步说明粘液细胞是逐渐癌变细胞可能性；

图B：与正常组织来源相比，肿瘤中细胞更容易因氧化应激发生细胞死亡。

6、癌性粘液细胞氧化应激marker筛选

图A：差异表达展示

图B：预后价值展示

小结：

是不是觉得还挺简单的，四两拨千斤就5分多，小编觉得主要得分点在于：1、bulk-RNA和scRNA的分析结果相符；2、氧化应激反应、解毒、诱导细胞死亡等过程逻辑紧密且结果自洽。好了今天的分享就到了这里了，要测试的小伙伴记得联系！