肺癌空间转录组学数据空间表达基因的识别研究

摘要

目的 联合SPARK-X、Moran’s I和MERINGUE三种方法识别肺癌空间转录组学数据中空间表达基因，进一步研究空间表达基因在信号通路和生物功能表达等方面的空间异质性。方法 将在SPARK-X、Moran’s I和MERINGUE三种方法中均显示有空间异质性的基因作为最终的空间表达基因，并对其进行GO富集分析、KEGG通路分析和构建蛋白质相互作用（protein-protein interaction,PPI）网络分析。结果 SPARK-X、Moran’s I和MERINGUE三种方法分别筛选出16633、3000和5975个空间表达基因，对三种方法识别出的空间表达基因取交集，最终筛选出1951个空间表达基因。GO富集分析表明，空间表达基因主要参与创伤愈合、细胞基质黏附以及肌动蛋白丝过程的调控等。KEGG通路分析表明，空间表达基因主要富集于PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路和癌症中的蛋白聚糖等。通过PPI网络分析得到10个关键基因：ACTB、CTNNB1、STAT3、CDH1、MYC、CCND1、CD44、JUN、FN1、MMP2。结论 联合SPARK-X、Moran’s I和MERINGUE三种方法可有效识别具有空间表达模式的空间表达基因，基因表达的空间异质性将为基于空间信息的结构与功能研究提供新的思路。

关键词

肺癌 / 空间转录组学 / 空间表达基因 / SPARK-X方法 / Moran’s I方法 / MERINGUE方法

基金资助

国家自然科学基金（82473739;82273742）; 山西省基础研究计划（202303021211130）; 山西省回国留学人员科研资助项目（2024-081）; 山西省高等教育“百亿工程”科技引导专项（BYBLK003）