$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Klinik Kohort ve Dizileme Doğrulaması
Yukarı akış RNA çıkarma ve kütüphane hazırlama protokolünün (Şekil 1) başarılı şekilde uygulanması, dizileme verimi ve kalite metrikleriyle doğrulandı. Bu temsilci veri setinde, beş yeni teşhis konan AML hastası ve dört nüks AML hastasından alınan kemik iliği örnekleri, örnek başına ortalama yaklaşık 6,0 GB ham veri sağladı. Kalite kontrol değerlendirmesi (Tablo 2), temel kalitesi ve okuma derinliğinin aşağı akış biyoinformatik analizi için gereken eşikleri karşıladığını doğruladı9. Düşük RNA bütünlüğü (örneğin, RIN < 6.0), düşük haritalama oranları veya yüksek transkript bozulma yanlılığı düşük giriş kalitesini temsil eder ve aşağı akış diferansiyel ifade analizinin güvenilirliğini zayıflatır.
Küresel Transkriptomik Varyans ve PCA
Küresel transkriptom varyansını değerlendirmek ve klinik gruplamayı incelemek için normalize edilmiş ifade verilerinde PCA gerçekleştirildi. Bu temsilci veri setinde, yeni teşhis edilen ve nüks eden gruplar iki boyutlu uzlukta (Şekil 2A)20 ayrımını göstermiştir; PC1 ve PC2 toplam varyansın %23,82'si ve %18,75'ini oluşturmaktadır. Şekil 2B,C'deki Venn diyagramları, yeni teşhis edilen ve nüks gruplardaki örnekler arasında tespit edilen genlerin ek tanımlayıcı özetini sunar ve aşağıya giden diferansiyel ifade analizinden önce örnek düzeyinde tekrarlanabilirlik kontrollerini destekler. Kohort küçük ve eşleşmemiş olduğundan, PCA ayrımı, hastalık durumuna özgü biyolojinin kesin kanıtı değil, örnekleyici bir iş akışı çıktısı olarak yorumlandı.
Diferansiyel İfade Geni (DEG) Analizi
Belirlenmiş protokol eşikleri (|log2FC| ≥ 1 ve ayarlanmış P-değeri ≤ 0.05) DESeq2 çıktısına uygulandığında, reksis grubunda 772 yukarı regülasyon ve 1.253 aşağı regülasyona edilmiş genden oluşan 2.025 DEG'yi tespit etti (Şekil 3A). Yüksek varyasyonlu aday transkriptler arasında FOXC1 (log2FC = 7.55, P = 4.92 x 10-5), HOXA11 (log2FC = 7.76), HOXA11-AS (log2FC = 7.23) ve AXL (log2FC = 3.50) yer alıyor; ayrıca aşağı regülasyona sahip RHOB, PTX3 ve CXCL8 vardı. Mevcut literatür, bu genlerin birkaçını AML kök yapısı, sinyal veya terapi yanıtıile ilişkilendirmektedir 13,29; ancak mevcut iş akışı bunları yalnızca nüks ilişkili aday transkriptler olarak tanımlamaktadır. Klinik dirençte kesin mekanik rol için bağımsız fonksiyonel doğrulama gereklidir.
Fonksiyonel ve Yol Zenginleştirmesi (GO, KEGG ve GSEA)
Fonksiyonel açıklama protokolü, DEG'leri daha geniş biyolojik sistemlere eşledi. GO analizi, küçük GTPaz aracılı sinyal iletimi, metal iyon taşıması ve kromatin montajıyla ilgili terimlerin zenginleştirilmesini tespit etti (Şekil 4A–C). KEGG yol haritalaması, ECM-reseptör etkileşimleri ve sitokin-sitokin reseptör etkileşimleriyle ilişkileri tespit etti (Şekil 4D). GSEA, reks edilen grupta RNA biyosentetik süreçlerinin zenginleşmesini ve yeni teşhis edilen grupta enerji metabolizması yollarının zenginleşmesini gösterdi (Şekil 5A). Bu zenginleştirme sonuçları, değişen gen setlerinin tanımlayıcı bir yol haritası sunar ve nüks için kanıtlanmış sürücüler değil, hipotez üreten ilişkiler olarak yorumlanmalıdır.
Protein-Protein Etkileşimi (PPI) Ağ İnşası
İlk STRING ağı 56 düğüm ve 193 etkileşimden oluşuyordu. Bağlantısı kesilen veya yetim düğümler kaldırıldıktan sonra, gösterilen Cytoscape alt ağı 42 düğüm ve 136 etkileşim içeriyordu (Şekil 5B). Ağ modüler analizi, TP53, CCL2, CXCL8 ve IL6'yı en fazla etkileşime sahip merkezi matematiksel merkezler olarak önceliklendirdi. PPI ağı, veritabanı tarafından tahmin edilen etkileşim puanlarına (örneğin, ATF3 puanı: 0.982) dayandığı için, hub tanımlaması gelecekteki ampirik çalışmalar için hedef önceliklendirme olarak yorumlanmalıdır; p53 aracılı apoptozdan kaçınma veya diğer direnç mekanizmalarının doğrudan kanıtı değil.
Bu protokolte üretilen ham RNA dizileme verileri Figshare deposuna depolanmış ve aşağıdaki DOI aracılığıyla halka açık erişilebilir durumda: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.30655814. İşlenen veriler ve ilgili analiz dosyaları, makale ve ek materyallere dahil edilmiştir. Hesaplama iş akışını yeniden üretmek için kullanılan temsilci komut satırı parametreleri ve analiz ayarları Ek Dosya 1 olarak sağlanır. Bu çalışmanın bulgularını destekleyen tüm veriler kısıtlamasız olarak mevcuttur.
| Hasta Kimliği | Yaş (Yıllar) | Cinsellik | Moleküler Mutasyonlar | Hayatta Kalma/Takip (Aylar) | Klinik Durum |
| R_AML_1 | 70 | Erkek | FLT3-ITD (+) | 22 | Vefat |
| R_AML_2 | 29 | Kadın | NPM1 (+) | 11 | Canlı |
| R_AML_3 | 40 | Erkek | CEBPA (+) | 17 | Canlı |
| R_AML_4 | 55 | Kadın | Üçlü Negatif* | 24 | Vefat |
Tablo 1: Nüks AML (R_AML) grubundaki hastaların demografik ve klinik özellikleri. Tablo 1, temsil analizde kullanılan nüks AML kohortunun demografik ve klinik özelliklerini, transkriptomik iş akışının yorumlanmasıyla ilgili hasta düzeyindeki klinik özellikleri de dahil olmak üzere özetlemektedir.
| Örnek | Kütüphane | Raw_reads | Raw_bases | Clean_reads | Clean_bases | Error_rate | Q20 | 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 |
Tablo 2: Veri kalitesinin özeti. Tablo 2, her örnek için okuma verimi, baz kalitesi, GC içeriği ve örneklerin aşağı akış analizine uygun olup olmadığını belirlemek için kullanılan haritalama ile ilgili kalite kontrol bilgileri dahil olmak üzere dizileme kalite metriklerini rapor eder.

Şekil 1: Protokolün iş akışı. İş akışı, klinik örnek toplama, RNA kalite kontrolü, kütüphane hazırlama ve dizileme, okuma işleme ve hizalama, transkript niceliklendirme, diferansiyel ifade analizi, GO/KEGG zenginleştirme, GSEA ve PPI ağ inşası gibi ana deneysel ve hesaplama aşamalarını özetlemektedir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Örneklerin nicel analizi. (A) Gruplar arası farkları ve grup içi örneklem tekrarlanabilirliğini değerlendirmek için ana bileşen analizi (PCA) gerçekleştirildi. PCA, tüm örneklerde normalize edilmiş gen ekspresyonu değerlerine dayalı lineer cebirsel yöntemlerle gerçekleştirildi. (B, C) AML ve R_AML gruplarındaki örneklerde tespit edilen genleri gösteren Venn diyagramları. Örnek kısıtlı bölgeler bireysel örneklerde tespit edilen genleri gösterirken, örtüşen alanlar genellikle iki veya daha fazla örnekte tespit edilen genleri temsil eder. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Diferansiyel gen ekspresyonu analizi. (A) Karşılaştırma grupları arasında farklı olarak ifade edilen genlerin (DEG) sayısını gösteren çubuk grafik, DESeq2 tarafından tanımlanmış, ayarlanmış P-değeri ≤ 0.05 ve |log2FoldChange| ≥ 1. (B) DEG'lerin volkan karsayı. x ekseni log2FoldChange değerini, y ekseni ise -log10(P-değeri) değerini temsil eder. Mavi kesik çizgiler, DEG seçimi için kullanılan eşik çizgilerini gösterir. (C) DEG'lerin hiyerarşik kümeleme ısı haritası. x ekseni örnek isimleri, y ekseni ise DEG'lerin normalize ifade değerlerini gösterir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Farklı şekilde ifade edilen genlerin fonksiyonel zenginleştirme analizi. (A) GO zenginleştirme çubuğu arsası. x ekseni GO terimlerini temsil ederken, y ekseni zenginleştirme anlamını gösterir ve -log10(padj) olarak ifade edilir. Renkler BP (Biyolojik Süreç), CC (Hücresel Bileşen) ve MF (Moleküler Fonksiyon) anlamına gelir. (B) GO zenginleştirme balonu planı. x ekseni, her GO terimine yapılan açıklamalı DEG'lerin toplam DEG'lerin toplam sayısına göre oranını temsil eder ve y ekseni ise GO terimlerini gösterir. Balon boyutu, annotasyonlu genlerin sayısına karşılık gelir ve renk gradyanları zenginleşme anlamını temsil eder. (C) KEGG zenginleştirme çubuğu alanı. x ekseni KEGG yollarını, y ekseni ise zenginleşme anlamını gösterir. (D) KEGG zenginleştirme balonu alan. Balon boyutu, annotasyonlu genlerin sayısını, renk gradyanları ise zenginleşmenin önemini gösterir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: GSEA zenginleştirme ve protein-protein etkileşimi (PPI) ağ analizi. (A) Seçilmiş anlamlı gen setleri için normalize zenginleşme skorlarını (NES) gösteren çubuk grafik. Pozitif NES değerleri R_AML grubunda zenginleşmeyi gösterirken, negatif NES değerleri yeni teşhis edilen AML grubunda zenginleşmeyi gösterir. (B) Protein–protein etkileşimi (PPI) ağı. Her düğüm bir proteini temsil eder ve her kenar bağlı proteinler arasındaki etkileşimi simgeler. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.