$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
التحقق من المجموعات السريرية والتسلسل
تم تأكيد التنفيذ الناجح لبروتوكول استخراج RNA وإعداد المكتبة (الشكل 1) من خلال مقاييس التسلسل والجودة. في هذه المجموعة الممثلة، أظهرت عينات نخاع العظم من خمسة مرضى حديثا وأربعة مرضى انتكسوا من AML في المتوسط حوالي 6.0 جيجابايت من البيانات الخام لكل عينة. أكد تقييم مراقبة الجودة (الجدول 2) أن جودة القاعدة وعمق القراءة حققا العتبات المطلوبة لتحليل المعلومات الحيوية في المراحل النهائية9. انخفاض سلامة الحمض النووي الريبي (مثل RIN < 6.0)، أو معدلات رسم الخرائط المنخفضة، أو تحيز تدهور النص العالي سيمثل جودة إدخال دون المستوى المثالي وقد يضر بموثوقية تحليل التعبير التفاضلي في مرحلة اللاحق.
التباين العالمي للنسخ النصي وتحليل المكونات المعتمدة
لتقييم تباين النسخ المكتوب العالمي وفحص التجميع السريري، تم إجراء تحليل PCA على بيانات التعبير الطبيعية. في هذه المجموعة التمثيلية، أظهرت المجموعتان المشخصتان حديثا والانتكاسات انفصالا في الفضاء ثنائي الأبعاد (الشكل 2A)20، حيث شكلت PC1 وPC2 23.82٪ و18.75٪ من التباين الكلي على التوالي. توفر مخططات فين في الشكل 2B,C ملخصا وصفيا إضافيا للجينات التي تم اكتشافها عبر العينات ضمن المجموعات التي تم تشخيصها حديثا ومنتكساتها، داعمة فحوصات التكرار على مستوى العينة قبل تحليل التعبير التفاضلي لاحقا. نظرا لأن المجموعة كانت صغيرة وغير متزاوجة، تم تفسير فصل PCA كدليل توضيحي لسير العمل بدلا من دليل قاطع على بيولوجيا الحالة الخاصة بالمرض.
تحليل جينات التعبير التفاضلي (DEG)
تطبيق عتبات البروتوكول المحددة (|log2FC| ≥ 1 وقيمة P المعدلة ≤ 0.05) على مخرجات DESeq2، تم تحديد 2,025 DEGs، تضم 772 جينا مرتفعا و1,253 جينا منخفضا في المجموعة المنتكسة (الشكل 3A). شملت النسخ المرشحة ذات التنوع العالي FOXC1 (سجل2FC = 7.55، P = 4.92 × 10-5)، HOXA11 (سجل2FC = 7.76)، HOXA11-AS (السجل2FC = 7.23)، وAXL (السجل2FC = 3.50)، إلى جانب RHOB وPTX3 وCXCL8 المخفضة. تربط الأدبيات الحالية العديد من هذه الجينات بجذر AML أو إشاراته أو استجابة العلاج13,29؛ ومع ذلك، يحدد سير العمل الحالي هذه التسجيلات فقط كنسخ مرشحة مرتبطة بالانتكاس. أي دور ميكانيكي نهائي في المقاومة السريرية يتطلب التحقق الوظيفي المستقل لاحقا.
الإثراء الوظيفي والمسارات (GO، KEGG، وGSEA)
قام بروتوكول التعليق الوظيفي برسم خرائط DEGs إلى أنظمة بيولوجية أوسع. حدد تحليل GO إثراء المصطلحات المتعلقة بنقل الإشارة الصغيرة التي توسطها GTPase، ونقل الأيونات المعدنية، وتجميع الكروماتين (الشكل 4A–C). حدد رسم خرائط مسار KEGG ارتباطات مع تفاعلات مستقبلات ECM وتفاعلات مستقبلات السيتوكين مع السيتوكينات (الشكل 4D). أظهرت GSEA إثراء عمليات تخليق الحمض النووي الريبي في المجموعة المنتكسة وتثريبا في مسارات أيض الطاقة في المجموعة المشخصة حديثا (الشكل 5A). توفر هذه النتائج الترفيهية خارطة طريق وصفية لمجموعات الجينات المتغيرة ويجب تفسيرها كارتباطات تولد فرضيات بدلا من كونها محركات مثبتة للانتكاس.
بناء شبكة تفاعل البروتين والبروتين (PPI)
احتوت شبكة STRING الأولية على 56 عقدة و193 تفاعلا. بعد إزالة العقد غير المتصلة أو اليتيمة، احتوت شبكة سايتوسكيب المعروضة على 42 عقدة و136 تفاعلا (الشكل 5B). أعطى تحليل الشبكات المعياري الأولوية ل TP53 وCCL2 وCXCL8 وIL6 كمراكز رياضية مركزية ذات أكبر عدد من التفاعلات. نظرا لأن شبكة PPI تعتمد على درجات التفاعل المتوقعة من قواعد البيانات (مثل درجة ATF3: 0.982)، يجب تفسير تحديد المركز كأولوية للأهداف للدراسات التجريبية المستقبلية بدلا من الدليل المباشر على التهرب من الاستماتة المبرمج بوساطة p53 أو آليات مقاومة أخرى.
تم إيداع بيانات تسلسل الحمض النووي الخام الخام التي تم توليدها في هذا البروتوكول في مستودع فيجشير وهي متاحة للجمهور عبر DOI: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.30655814 التالية. البيانات المعالجة وملفات التحليل المرتبطة بها مدرجة في المقال وموادها التكميلية. يتم توفير معلمات خط الأوامر التمثيلية وإعدادات التحليل المستخدمة لإعادة إنتاج سير العمل الحسابي كملف تكميلي 1. جميع البيانات الداعمة لنتائج هذه الدراسة متاحة دون قيود.
| معرف المريض | العمر (السنوات) | الجنس | الطفرات الجزيئية | البقاء على قيد الحياة/المتابعة (شهور) | الحالة السريرية |
| R_AML_1 | 70 | ذكر | FLT3-ITD (+) | 22 | متوفى |
| R_AML_2 | 29 | أنثى | NPM1 (+) | 11 | على قيد الحياة |
| R_AML_3 | 40 | ذكر | CEBPA (+) | 17 | على قيد الحياة |
| R_AML_4 | 55 | أنثى | ثلاثي سلبي* | 24 | متوفى |
الجدول 1: الخصائص الديموغرافية والسريرية للمرضى في مجموعة الانتكاس من AML (R_AML). يلخص الجدول 1 السمات الديموغرافية والسريرية لمجموعة علاج غسل الغسل النقدي المنتكسة المستخدمة في التحليل الممثل، بما في ذلك الخصائص السريرية على مستوى المريض ذات الصلة بتفسير سير عمل النسخ.
| عينة | المكتبة | Raw_reads | Raw_bases | Clean_reads | Clean_bases | Error_rate | س20 | Q30 | GC_pct |
| AML_1 | FRAS25 0244891-1r | 48705066 | 7.31G | 47807532 | 7.17G | 0.01 | 99.35 | 97.48 | 47.48 |
| AML_2 | FRAS25 0244896-1r | 42969940 | 6.45G | 42237962 | 6.34G | 0.01 | 99.35 | 97.44 | 46.74 |
| AML_3 | FRAS2502 44906-1r | 48738386 | 7.31G | 47744462 | 7.16G | 0.01 | 99.36 | 97.48 | 47.28 |
| AML_4 | FRAS250 244915-1r | 48723650 | 7.31G | 47688240 | 7.15G | 0.01 | 99.29 | 97.26 | 47.45 |
| AML_5 | FRAS2502 44920-1r | 49508198 | 7.43G | 47740308 | 7.16G | 0.01 | 99.37 | 97.53 | 47.73 |
| R_AML_1 | FRAS2502 44892-1r | 47879408 | 7.18G | 46671584 | 7.0G | 0.01 | 99.39 | 97.49 | 47.63 |
| R_AML_2 | FRAS2502 70005-1r | 47657378 | 7.15G | 46957882 | 7.04G | 0.01 | 99.39 | 97.49 | 50.5 |
| R_AML_3 | FRAS250 405722-1r | 58754766 | 8.81G | 56867112 | 8.53G | 0.01 | 99.38 | 97.42 | 46.52 |
| R_AML_4 | FRAS2502 44902-1r | 48491122 | 7.27G | 47469334 | 7.12G | 0.01 | 99.23 | 97.21 | 46.43 |
الجدول 2: ملخص جودة البيانات. يذكر الجدول 2 مقاييس جودة التسلسل لكل عينة، بما في ذلك عائد القراءة، جودة الأساس، محتوى GC، ومعلومات مراقبة الجودة المتعلقة بالخرائط المستخدمة لتحديد ما إذا كانت العينات مناسبة للتحليل اللاحق.

الشكل 1: سير عمل البروتوكول. يلخص سير العمل المراحل التجريبية والحوسبة الرئيسية، بما في ذلك جمع العينات السريرية، ومراقبة جودة الحمض النووي الريبي، وتحضير المكتبة وتسلسل المعلومات، ومعالجة ومحاذاة القراءة، وقياس النص، وتحليل التعبير التفاضلي، وإثراء GO/KEGG، وGSEA، وبناء شبكات PPI. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 2: التحليل الكمي للعينات. (أ) تم إجراء تحليل المكونات الرئيسية (PCA) لتقييم الفروق بين المجموعات وقابلية تكرار العينة داخل المجموعة. تم إجراء تحليل PCA باستخدام طرق جبرية خطية تعتمد على قيم تعبير الجين المعتدلة عبر جميع العينات. (ب، دو) مخططات فين تظهر الجينات التي تم اكتشافها عبر عينات في مجموعتي AML و R_AML على التوالي. تشير المناطق المقيدة بعينة إلى الجينات التي تم اكتشافها في عينات فردية، بينما تمثل المناطق المتداخلة جينات تكتشف عادة عبر عينتين أو أكثر. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 3: تحليل التعبير الجيني التفاضلي. (أ) مخطط الشريط يوضح عدد الجينات المعبر عنها تفاضلا (DEGs) بين مجموعات المقارنة، والتي تم تحديدها بواسطة DESeq2 مع عتبات قيمة P معدلة ≤ 0.05 و |log2FoldChange| ≥ 1. (ب) مخطط بركان من ال DEGs. يمثل المحور x قيم FoldChange log2، والمحور y يمثل -log10(قيمة P). تشير الخطوط الزرقاء المتقطعة إلى خطوط العتبة المستخدمة في اختيار DEG. (ج) خريطة التجميع الهرمية للمستويات المدمجة (DEGs). المحور x يرمز إلى أسماء العينات، ويظهر المحور y قيم تعبيرات مطبعة لنماذج DEGs. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 4: تحليل الإثراء الوظيفي للجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي. (أ) قطعة حانة إثراء GO. يمثل المحور x مصطلحات GO، ويظهر محور y دلالة إثراء معبر عنها ك -log10(padj). تمثل الألوان BP (العملية البيولوجية)، CC (المكون الخلوي)، وMF (الوظيفة الجزيئية). (ب) مخطط فقاعة الإثراء في GO. يمثل المحور x نسبة الرموز الموجهة لكل مصطلح GO بالنسبة لعدد المجموعات الكاملة، ويشير المحور y إلى مصطلحات GO. حجم الفقاعة يتوافق مع عدد الجينات المشروحة، وتمثل تدرجات الألوان أهمية الإثراء. (ج) مخطط شريط إثراء KEGG. يمثل المحور x مسارات KEGG، والمحور y يرمز إلى أهمية الإثراء. (د) مخطط فقاعة الإثراء في KEGG. حجم الفقاعة يشير إلى عدد الجينات المشروحة، وتعكس تدرجات الألوان أهمية الإثراء. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 5: تحليل شبكة إثراء الحمض النووي الوراثي وتفاعل البروتين والبروتين (PPI). (أ) مخطط شريطي يظهر درجات الإثراء المطبرة (NES) لمجموعات جينية ذات دلالة مختارة. تشير قيم NES الإيجابية إلى الإثراء في مجموعة R_AML، بينما تشير قيم NES السلبية إلى الإثراء في مجموعة AML التي تم تشخيصها حديثا. (ب) شبكة تفاعل البروتين والبروتين (PPI). كل عقدة تمثل بروتينا، وكل حافة تمثل تفاعلا بين البروتينات المتصلة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.