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在分享干貨前，小編先羅嗦幾句跟大家嘮嘮自噬，讓感興趣的小伙伴兒們對自噬有個基礎(chǔ)的認(rèn)識~已經(jīng)跟自噬兩廂對望許久的可以直接跳轉(zhuǎn)“生信研究思路匯總”部分
自噬的前世今生
說起自噬領(lǐng)域，那可謂是金光閃閃，最近一個世紀(jì)里就有兩位科學(xué)家因此獲得科研界的最高殊榮——諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。
1963年，比利時科學(xué)家Christian de Duve首次提出自噬的概念（因其1955年發(fā)現(xiàn)的溶酶體獲得諾獎），從此打開了自噬領(lǐng)域的大門。
但之后的研究其實一直舉步維艱，直到上世紀(jì)九十年代大隅良典發(fā)現(xiàn)酵母菌在饑餓時會出現(xiàn)大量的自噬現(xiàn)象?；谶@一現(xiàn)象，開始進(jìn)行自噬相關(guān)基因遺傳篩選研究，并于1年后找到了自噬相關(guān)的酵母突變體。4年后，其發(fā)現(xiàn)了第一個自噬基因ATG和自噬特征蛋白LC3。然后，幾十年磨一劍，終于探明了細(xì)胞自噬的啟動機(jī)制，相關(guān)成果于2016年發(fā)表在cell上，并且成功獲得了2016年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。至此，也將自噬領(lǐng)域研究推向了一個高潮，成為了科研界一顆耀眼的明星。
關(guān)于自噬你需要知道什么？
自噬，英文名autophagy或self-eating，顧名思義，意思是自體吞噬。簡單說，就是一種真核細(xì)胞在自噬相關(guān)基因（autophagy related gene，ATG）的調(diào)控下利用溶酶體降解自身細(xì)胞質(zhì)蛋白和受損細(xì)胞器的過程。在正常情況下，可以把自噬理解為一個清潔衛(wèi)士，能夠把細(xì)胞里壞掉的細(xì)胞器清除掉保證細(xì)胞的健康。
自噬能夠防止細(xì)胞損傷，促進(jìn)細(xì)胞在營養(yǎng)缺乏的情況下存活，并對細(xì)胞毒性刺激作出反應(yīng)（聽起來是不是感覺用處挺大，確實）。一般情況下，我們體內(nèi)發(fā)生的是生理條件下的基礎(chǔ)型自噬，這是細(xì)胞的一種自我保護(hù)機(jī)制，有益于細(xì)胞的生長發(fā)育，保護(hù)細(xì)胞防止代謝應(yīng)激和氧化損傷，對維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)以及細(xì)胞產(chǎn)物的合成、降解和循環(huán)再利用具有重要作用。但是，任何事情都是過猶不及的嘛。當(dāng)自噬過度的時候就可能導(dǎo)致代謝應(yīng)激、降解細(xì)胞成分，甚至引起細(xì)胞死亡等。
自噬根據(jù)包裹物質(zhì)及運送方式的不同可分為3種類型：
①巨自噬（macroautophagy）：通過形成具有雙層膜結(jié)構(gòu)的自噬體（autophagosome）包裹胞內(nèi)物質(zhì)，最終自噬體與溶酶體融合。一般情況下所說的自噬是指巨自噬。
②微自噬（microautophagy）：通過溶酶體或液泡表面的形變直接吞沒特定的細(xì)胞器。
③分子伴侶介導(dǎo)的自噬（chaperone-mediated autophagy, CMA）：具有KEFRQ樣基序的蛋白在HSP70伴侶的幫助下，通過LAMP-2A轉(zhuǎn)運體轉(zhuǎn)運到溶酶體。
自噬與疾病
研究表明，自噬在機(jī)體的免疫、感染、炎癥、腫瘤、心血管病、神經(jīng)退行性疾病等多種生理病理過程中具有十分重要的作用。目前研究最熱的三類疾病是腫瘤、神經(jīng)退行性疾病和免疫性疾病。其中在腫瘤的作用爭論最大，主要表現(xiàn)自噬基因敲除的動物自發(fā)腫瘤增多，但卻增加了化療、放療、免疫治療的敏感性，妥妥的一把雙刃劍啊。
小編這里通過一篇綜述（PMID：6347410）的圖給大家展示一下ATG基因的主要已知生物功能，以及根據(jù)小鼠實驗數(shù)據(jù)和人類遺傳關(guān)聯(lián)預(yù)測的受這些基因調(diào)節(jié)的大類疾病。至于具體的研究例子，大家感興趣的移步文獻(xiàn)呀，小編這里不一一列出啦。
生信研究思路匯總
那么在有了一個基礎(chǔ)的認(rèn)識后，大家就跟著小編進(jìn)入正題，來看看關(guān)于自噬純生信分析可以做什么吧~
一、老生常談篇
常見的也是做的最多的是腫瘤的分子分型、預(yù)后和兩種結(jié)合在一起都做的，下面給大家放幾篇經(jīng)典思路，之前生信人也推過很多類似的，感興趣的可以回顧一下。
1.腫瘤的分子分型
這篇文章作者基于7個結(jié)腸癌隊列的1580個樣本，進(jìn)行了全面的基因組分析，以探索自噬相關(guān)基因介導(dǎo)的分子亞型特征。使用單樣本基因集富集分析（ssGSEA）來量化TME中每個細(xì)胞浸潤的相對豐度。然后，采用無監(jiān)督方法進(jìn)行亞型聚類。
2.腫瘤的預(yù)后
預(yù)后相關(guān)的思路主干基本都是預(yù)后相關(guān)marker識別，構(gòu)建風(fēng)險模型，然后分析不同風(fēng)險組間的表達(dá)差異、臨床差異、TME差異、免疫浸潤和治療差異等等等。區(qū)別在于marker類型用的五花八門，最常見的是基因和lncRNA。
這篇使用的是基因
這篇是lncRNA
3.腫瘤的分子分型+預(yù)后
二、不落俗套篇
1.多組學(xué)做疾病分型
同樣是做腫瘤分型，這篇文章卷到了多組學(xué)，作者基于胰腺癌的mRNA、lncRNA、miRNA、DNA甲基化和體細(xì)胞突變數(shù)據(jù)，使用10種無監(jiān)督方法進(jìn)行多組學(xué)數(shù)據(jù)整合和疾病分型。然后，分析各亞型間的免疫浸潤和免疫治療之間的差異。經(jīng)過小編檢索，目前這個思路做的好像還不多呢，有機(jī)會啊！
2.差異甲基化基因做預(yù)后
這篇文章使小編眼前一亮的就是作者大膽的使用了差異甲基化的基因作為marker來做腫瘤預(yù)后，脫俗于一眾差異表達(dá)基因的思路
3.結(jié)合其他熱點找牽扯多方的基因作為marker做預(yù)后（熱點多蹭蹭，不嫌多）
結(jié)合m6A的
結(jié)合細(xì)胞凋亡和壞死的
4.結(jié)合單細(xì)胞數(shù)據(jù)
這篇加入了單細(xì)胞數(shù)據(jù)，給大家看一下行文思路，看看是怎么結(jié)合的單細(xì)胞
三、非腫瘤篇：
非腫瘤疾病大概由于數(shù)據(jù)的限制，純生信類的最簡單直接的是基于疾病表達(dá)譜數(shù)據(jù)，尋找與疾病相關(guān)基因，然后探討一下差異基因的功能、相關(guān)性和互作情況等。小編這里給大家看點不一般的~
1.單基因研究
作者以單基因為切入點研究RBM8A與自噬的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)RBM8A低表達(dá)與自噬中關(guān)鍵復(fù)合物成分的減少有關(guān)，提示此基因表達(dá)的改變可能會導(dǎo)致阿爾茲海默癥患者的病理生理學(xué)改變。
2.核心基因研究
作者對腦內(nèi)出血（ICH）和匹配的血管風(fēng)險因子對照組進(jìn)行了外周血全轉(zhuǎn)錄組分析，基于基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)確定與ICH相關(guān)的炎癥、調(diào)節(jié)和自噬共表達(dá)模塊及其最相關(guān)的核心基因。然后使用混合效應(yīng)回歸識別差異表達(dá)基因。
小結(jié)
以上就是小編總結(jié)出來的所有自噬相關(guān)的純生信分析思路啦~各位屏幕前的看官，你們get到了嗎（沒有也沒關(guān)系，只要知道自噬是一大熱點，趕快戳我們上車就好?。?/p>
PS：這里也給大家分享兩篇生信+實驗的（PMID: 34094830，PMID: 34632655），要滿足各種看官的需求嘛。
