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m6A RNA的5分文献

m6A RNA修饰是目前生物研究方面最热门和前沿的研究方向之一，也是CNS文章和国自然资助的热点。今天想和大家一起学习2021年3月发表在Frontiers in Cell and Developmental Biology（IF：5.201）上的文章。

雪球老师说“生信文章中，技术决定下限，思路决定上限”，那么，让我们一起从技术和思路两个方面来学习这篇文章吧。

文章题目

期刊简介

文章概要

题目：m6A Regulators Is Differently Expressed and Correlated With Immune Response of Esophageal Cancer

疾病：食管癌(Esophageal Cancer, EC)

数据来源：TCGA泛癌和TCGA-ESCA

分析策略：差异表达 + 临床意义 + 交互网络 + 功能聚类

背景知识

m6A概念：N6-methyladenosine也叫m6A，是指RNA的腺苷酸的第六位N处发生甲基化，主要调控RNA的转录、剪切、成熟、稳定、翻译等。

m6A调控因子：m6A这种甲基化修饰是可逆化的，调控因子包括甲基化转移酶（writer）、甲基化阅读蛋白（reader）和去甲基化酶（eraser），具体见下表

甲基化转移酶（writer）：能够让mRNA上的碱基发生m6A甲基化修饰。METTL3、METTL14、WTAP和KIAA1492都属于m6A甲基化转移酶的核心蛋白。这些蛋白会形成复合物（complex），共同行使催化功能。

去甲基化酶（eraser）：已经发生m6A修饰的碱基，在FTO和ALKBH这两种酶的作用下发生去甲基化。

甲基化识别蛋白（reader）：这些发生甲基化修饰的RNA碱基位点，需要特定的酶来识别，这时候就需要readers了。已知YTHDF家族包括YTHDF1、YTHDF2、YTHDF3以及Mrb1基因、Mmi1基因等都是readers类蛋白。这些酶能够识别发生m6A甲基化的碱基，发挥下游翻译、mRNA降解、加快mRNA出核速度等作用。

m6A的检测方法较为繁琐，所需费用也比较高，限制了m6A的研究进展以及临床应用，如果能从生物信息学挖掘出较为有价值的m6A及其调控基因的特征，能大大降低研究的成本和难度。

数据解读

总体来看，本文一共有8张图，作者从TCGA数据库分析15种癌症中的23种m6A甲基化调控因子的突变与癌症患者生存时间之间的关系（图1），发现m6A调控因子的异常与乳腺癌、肾癌和食管癌（EC）患者的预后差显著相关。使用cBioPortal数据库检测了1,680例患者中m6A调控因子的遗传变异，发现大多数m6A调控因子在食管癌中扩增、缺失、突变，其中IGF2BP2的发生率最高（图2）。其中17种m6A调控因子在EC中表达增加，3种表达降低，3种无差异（图3）。Kaplan–Meier生存分析显示， 6种m6A调控因子与EC的较差愈后显著相关（图4）。与正常样品相比，EC中所有6种m6A调控因子（HNRNPC，YTHDC2，WTAP，VIRMA，IGF2BP3和HNRNPA2B1）均上调（图5）。在TIMER数据库中发现 m6A调控因子与EC中免疫细胞浸润水平的相关（图6）。为了进一步探讨m6A调控因子对肿瘤免疫反应的影响，计算了m6A调控因子和Immuno调控因子（免疫抑制剂，免疫刺激剂和MHC分子）的表达之间的相关性（图7）。并对6个m6A调控因子进行了GO和KEGG分析（图8）。

复现工具

◆ 仙桃学术工具

（https://www.xiantao.love/products）

◆ CBioPortal数据库

（http://www.cbioportal.org/）

◆ UALCAN数据库

（http://ualcan.path.uab.edu/）

◆ TIMER数据库

（https://cistrome.shinyapps.io/timer/）

◆ TISIDB数据库

（http://cis.hku.hk/TISIDB/）

文章复现

Figure 1

m6A基因异常与多种癌症的预后相关

Figure 2

cBioPortal数据库显示EC中m6A调控因子的扩增、缺失和突变

以上2个图都是在CBioPortal数据库(http://www.cbioportal.org/)中完成。

进入CBioPortal数据库 → 【Esophagus/Stomach】 → 选择与EC相关的研究 → 【Query By Gene】

将23个m6A调控因子的基因名输入 → 【Submit Query】

得到的图片即为图2 → 【Download】 → 选择需要的格式下载

【Comparison/Survival】

【Survival】 → 即可得到图1的EC survival → 选择需要的格式下载

图1的其他14种癌症的survival也用同样的方法，把所有图片拼接起来即可。

Figure 3

m6A基因在ESCA中的差异表达

仙桃学术（https://www.xiantao.love/），点击【生信工具】

【高级版】 → 【立即使用】

注：免费版和基础版都可以进行统计和可视化，由于高级版功能最全，这里选择高级版作为范例

【表达差异（挑）】 → 【表达差异】 → 【非配对样本】 → 【食管癌】 → 输入目的基因【IGF2BP3】 → 【确认】 → 可【保存结果】或【下载图片】

图3的其他22种基因也用同样的方法，把所有图片拼接起来即可。

Figure 4

m6A基因与ESCA的OS相关分析

【临床意义（靠）】 → 【预后分析】 → 【KM曲线图】 → 【食管癌】 → 输入目的基因【HNRNPC】 → 【确认】 → 可【保存结果】或【下载图片】

图4的其他5种基因也用同样的方法，把所有图片拼接起来即可。

Figure 5

m6A基因失调与ESCA的癌变晚期阶段相关

进入UALCAN数据库（http://ualcan.path.uab.edu/） → 【TCGA analysis】

输入基因【HNRNPC】 → 选择【Esophageal carcinoma】 → 【Explore】

【Expression】

输入基因【HNRNPC】 → 选择【Esophageal carcinoma】 → 【Explore】

将出现的图也是图3的另一种方法，保存图片即可

选择【Individual cancer stages】

即为图5 基因在癌症不同stage的分布

选择【Nodal Metastasis status】，即为基因在不同N stage的分布

图5的其他5种基因也用同样的方法，把所有图片拼接起来即可。

Figure 6

m6A基因表达与ESCA的免疫浸润水平相关

进入TIMER数据库（https://cistrome.shinyapps.io/timer/） → 【Gene】

输入基因名【WTAP】 → 选择癌症类型【ESCA】 → 【Submit】 → 选择合适的格式下载即可

图6的其他5种基因也用同样的方法，把所有图片拼接起来即可。

Figure 7

ESCA中m6A基因与免疫调控基因之间的相关性

进入TISIDB数据库（http://cis.hku.hk/TISIDB/） → 输入基因名【HNRNPC】 → 【Submit】

点击基因【HNRNPC】

【Immunomodulator】

分别点击【Immunoinhibitor】或【Immunostimulator】或【MHC molecule】

例如【Immunoinhibitor】中,选择【ESCA】并截图

图7的其他3种基因也用同样的方法，把所有图片拼接起来即可。

Figure 8

GO/KEGG富集分析

原文作者是用DAVID数据库配合R语言来绘制的，但因DAVID数据库自2016年就未曾更新，所以我更推荐使用仙桃学术来绘制，但是结果与原文的略有差异。

进入仙桃学术生信工具（https://www.xiantao.love/products/） → 【功能聚类（圈）】 → 【GO/KEGG】 → 【GO/KEGG富集分析】 → 将6个基因输入【分子list】 → 【确认】 → 【保存结果】并【表格下载】

小贴士：【保存结果】以便下一步可视化操作，【表格下载】可自行进行分析，这里两者都需要哦~

打开下载的GO/KEGG分析结果，筛选出pvalue<0.05的通路

将【geneID】降序排列

选择【YTHDC2】的富集通路ID，并复制

进入仙桃学术生信工具 → 【功能聚类（圈）】 → 【GO/KEGG】 → 【GO/KEGG可视化】 → 选择刚刚保存的云端数据 → 选择【气泡图】 → 将从excel中复制的通路名粘贴到【ID List】 → 【确认】 → 【保存结果】或【表格下载】

图8的其他5种基因也用同样的方法，把所有图片拼接起来即可。

本文亮点

1. 从泛癌中筛选出与m6A相关的食管癌，进行后续分析，对于癌种的选择角度独特。

2. 结合m6A基因的突变数据和KM生存分析，从23种m6A调控因子中筛选出6种与食管癌相关的m6A调控因子进行后续分析，逻辑合理，论证紧凑。

3.结合了肿瘤免疫分析，使文章研究更深入。

文章扩展

1. 可参考2020年发表于Mol Ther Nucleic Acids（IF：7.032）上的“Comprehensive Analysis of the PD-L1 and Immune Infiltrates of m 6 A RNA Methylation Regulators in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma”，对m6A调控因子进行聚类后，比较cluster之间的差异。

2. 可参考2021年2月发表在Mol Cancer（IF：15.302）上的“Pan-cancer characterization of expression and clinical relevance of m6A-related tissue-elevated long non-coding RNAs”对泛癌中m6A相关lncRNA进行分析。