轉(zhuǎn)錄組Plus | 2020年9月研究進(jìn)展（二）：阿爾茨海默癥、結(jié)直腸癌、精索靜脈曲張、納米聚苯乙烯毒性和香蕉果實(shí)成熟等

發(fā)稿時(shí)間：2020-10-12來(lái)源：天昊生物

題目：Multi-omic comparison of Alzheimer's variants in human ESC-derived microglia reveals convergence at APOE

人類胚胎干細(xì)胞衍生的小膠質(zhì)細(xì)胞中阿爾茨海默癥變異體的多組比較揭示了在APOE的趨同性

發(fā)表期刊：J Exp Med.  發(fā)表時(shí)間：2020-9-27  影響因子：11.743

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與散發(fā)性阿爾茨海默病(AD)相關(guān)的許多基因的變異顯示出在小膠質(zhì)細(xì)胞中的大量表達(dá)，但是這些基因之間的關(guān)系仍然很難捉摸。本研究建立了在CD33、INPP5D、SORL1和TREM2基因座中含有AD變體的同源人類胚胎干細(xì)胞衍生的小膠質(zhì)細(xì)胞樣細(xì)胞系(hMGLs)，并獲得了一個(gè)包含ATAC-seq、ChIP-seq、RNA-seq和蛋白質(zhì)組學(xué)的綜合性圖譜數(shù)據(jù)集。在AD突變體SORL1和TREM2 hMGLs中觀察到AD樣表達(dá)特征，而表觀遺傳學(xué)和表達(dá)數(shù)據(jù)集的綜合多組學(xué)分析表明APOE作為會(huì)聚性致病節(jié)點(diǎn)的上調(diào)。本研究還觀察到SORL1和TREM2之間的交叉調(diào)節(jié)關(guān)系，其中SORL1R744X hMGLs誘導(dǎo)TREM2表達(dá)以增強(qiáng)APOE表達(dá)。AD相關(guān)的SORL1和TREM2突變也以APOE依賴的方式在體外損害了hMGL Aβ的攝取，并減弱了小鼠AD異種腦移植中Aβ的攝取/清除。利用這一人類小膠質(zhì)細(xì)胞的建模和分析平臺(tái)，研究者為AD基因的上位性相互作用提供了新的見解，并證明了小膠質(zhì)細(xì)胞AD基因在APOE位點(diǎn)的趨同性。

題目：Differential gene expression of tumor-infiltrating CD8+ T cells in advanced versus early-stage colorectal cancer and identification of a gene signature of poor prognosis

腫瘤浸潤(rùn)性CD8+ T細(xì)胞在晚期和早期結(jié)直腸癌中的差異基因表達(dá)及預(yù)后不良基因特征的鑒定

發(fā)表期刊：J Immunother Cancer  發(fā)表時(shí)間：2020-9-8  影響因子：9.913

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背景：細(xì)胞毒性CD8+ T細(xì)胞介導(dǎo)的反應(yīng)是獲得性免疫最重要的一環(huán)，它決定了宿主免疫反應(yīng)根除腫瘤細(xì)胞的能力。由于腫瘤的內(nèi)在和/或外在因素，CD8+腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(TILs)的密度和功能可能受到損害，導(dǎo)致不良預(yù)后和存活。

方法：采用RNA-Seq技術(shù)，將結(jié)直腸癌治療晚期(III期和IV期) 與早期(I期和II期)的共18名患者分選的CD3+CD8+ TILs的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行比較。鑒定出一種被稱為“預(yù)后不良CD8基因圖譜(ppCD8sig)”的信號(hào)，并在TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行了分析。計(jì)算ppCD8sig的評(píng)分，并將其分為高、中、低三類，使用多變量分析和Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型評(píng)估其預(yù)后意義。通過(guò)流式細(xì)胞儀和免疫染色對(duì)ppCD8sig評(píng)分高和低的患者腫瘤中CD3+和CD8+ T細(xì)胞浸潤(rùn)的密度進(jìn)行評(píng)估。

結(jié)果：晚期患者CD8+ TILs中表觀遺傳調(diào)控和缺氧反應(yīng)相關(guān)基因上調(diào)，而T細(xì)胞活化、細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期相關(guān)基因下調(diào)。ppCD8sig評(píng)分高的患者具有較差的疾病特異性生存率(DSS)和較短的無(wú)進(jìn)展間期(PFI)。此外，ppCD8sig評(píng)分高的患者更有可能出現(xiàn)晚期和初次治療后的殘留疾病。與ppCD8sig評(píng)分較低的患者相比，ppCD8sig評(píng)分較高的患者CD3+和CD8+ TILs水平較低，免疫核心(IS)較低。

結(jié)論：本研究的數(shù)據(jù)提供了在結(jié)直腸癌進(jìn)展過(guò)程中CD8+ TILs中生物學(xué)機(jī)制和信號(hào)通路調(diào)節(jié)改變的見解，并揭示了作為獨(dú)立預(yù)后指標(biāo)的基因特征。ppCD8sig評(píng)分高的患者TILs水平較低，IS較低。這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)了所鑒定的ppCD8sig的預(yù)后價(jià)值，并潛在地強(qiáng)調(diào)了其臨床相關(guān)性。

題目：Molecular characteristics of varicocele: integration of whole-exome and transcriptome sequencing

精索靜脈曲張的分子特征：全外顯子組和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的整合

發(fā)表期刊：Fertil Steril  發(fā)表時(shí)間：2020-9-8  影響因子：6.312

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本研究目的是探討精索靜脈曲張（VE）發(fā)病機(jī)制潛在的外顯子組和轉(zhuǎn)錄組特征。實(shí)驗(yàn)患者為父親也患有VE的11名VE患者，加上另外151名患者和324名健康男性；實(shí)驗(yàn)大鼠模型為8只Sprague-Dawley雄性大鼠。干預(yù)處理是腎靜脈部分結(jié)扎大鼠建立了全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序模型。通過(guò)RNA-seq和全外顯子測(cè)序(WES)檢測(cè)具有差異表達(dá)和/或含有潛在致病變異體的基因，然后進(jìn)行基于群體的調(diào)查以定義VE的候選基因，并通過(guò)GO和KEGG進(jìn)行分析以識(shí)別VE相關(guān)途徑。結(jié)果用5只大鼠精索靜脈曲張模型和3只對(duì)照進(jìn)行全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序。作者通過(guò)RNA-seq識(shí)別了9，688個(gè)基因和18個(gè)途徑，并通過(guò)WES識(shí)別了160個(gè)基因，其中包含279個(gè)潛在的有害變體和16個(gè)途徑。9個(gè)基因(AAMP、KMT2D、IRS2、SPINT1、IFT122、MKI67、DCHS1、LAMA2和CBL)在一個(gè)以上WES檢測(cè)的患者中有變異，其中6個(gè)基因(AAMP、SPINT1、MKI67、IFT122、LAMA2和DCHS1)顯示出差異表達(dá)。基于人群的調(diào)查顯示，AAMP、SPINT1和MKI67與VE風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)。兩種組學(xué)數(shù)據(jù)集整合結(jié)果揭示了與VE潛在相關(guān)的四個(gè)途徑。本研究首次描述了VE的外顯子組和轉(zhuǎn)錄組特征信息。兩種組學(xué)確定了新的候選基因和涉及VE發(fā)生和發(fā)展的途徑。

題目：A mouse tissue atlas of small noncoding RNA

小鼠小非編碼RNA組織圖譜

發(fā)表期刊：PNAS  發(fā)表時(shí)間：2020-9-25  影響因子：9.412

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小非編碼RNA在健康和疾病等廣泛的生物過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。小ncRNA表達(dá)的全面定量參考將顯著提高我們對(duì)ncRNA在塑造組織功能中作用的理解。在這里，研究者通過(guò)深度測(cè)序系統(tǒng)地描述了11個(gè)小鼠組織中五種ncRNA類(microRNA [miRNA]、小核仁RNA [snoRNA]、小核RNA [snRNA]、小Cajal體特異性RNA[ScRNA]和轉(zhuǎn)移RNA [tRNA]片段)的水平。使用跨兩性的14個(gè)生物復(fù)制，作者發(fā)現(xiàn)30%的小ncRNAs以組織特異性的方式分布在全身，一些也是二態(tài)的。研究發(fā)現(xiàn)一些miRNA在健康組織之間進(jìn)行“手臂轉(zhuǎn)換”，并且tRNA片段以基因和組織特異性的方式保留在組織中。在11個(gè)描述的組織中，研究證實(shí)大腦包含最大數(shù)量的獨(dú)特的小ncRNA轉(zhuǎn)錄物，其中一些先前被注釋，而其他的在本研究中被鑒定。此外，通過(guò)將這些發(fā)現(xiàn)與單細(xì)胞染色質(zhì)可及性(scATAC-seq)數(shù)據(jù)相結(jié)合，能夠?qū)⒁谚b定的腦特異性ncRNAs與其來(lái)源的細(xì)胞類型聯(lián)系起來(lái)。這些結(jié)果產(chǎn)生了迄今為止在個(gè)體鼠組織中特異性和普遍存在的小RNA的最全面的特征，期望這些數(shù)據(jù)將成為進(jìn)一步鑒定參與健康組織功能和疾病功能障礙的非ncRNA的資源。

題目：Comprehensive phenotyping and multi-omic profiling in the toxicityassessment of nanopolystyrene with different surface properties

不同表面特性納米聚苯乙烯毒性評(píng)價(jià)中的表型和多組學(xué)分析

發(fā)表期刊：J Hazard Mater.  發(fā)表時(shí)間：2020-9-27  影響因子：9.038

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人們?cè)絹?lái)越關(guān)注陸地納米塑料污染物的毒性效應(yīng)。然而，一個(gè)基于表型和組學(xué)的用于對(duì)土壤生物具有不同表面特性的納米塑料進(jìn)行毒性評(píng)估策略仍有待建立。在這里，作者進(jìn)行了表型和轉(zhuǎn)錄組加代謝組的分析，用1 μg/mL和10 μg/mL的納米聚苯乙烯（PS）暴露24小時(shí)檢測(cè)對(duì)秀麗隱桿線蟲的分子影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)PS極大地影響了線蟲的繁殖和運(yùn)動(dòng)，并增加了線蟲的氧化應(yīng)激，而不管它們的表面性質(zhì)如何。然而，每種類型的PS對(duì)線蟲的代謝組和脂類代謝的影響是不同的。不帶電的PS (PS-N)引發(fā)顯著的代謝紊亂，而PS-NH2和PS-COOH的代謝影響是微小的。PS-N處理后轉(zhuǎn)錄組的失調(diào)與代謝途徑密切相關(guān)。此外，觀察到與自噬和壽命相關(guān)的幾個(gè)基因的表達(dá)發(fā)生了改變?？偟膩?lái)說(shuō)，本研究證明了基于表型和多組學(xué)的分析建立了一個(gè)實(shí)用的框架，使我們能夠更深入地了解線蟲PS的不適應(yīng)后果，它可用于評(píng)估陸地生態(tài)系統(tǒng)中的其他環(huán)境污染物。

題目：Deciphering Transcriptional Regulators of Banana Fruit Ripening by Regulatory Network Analysis

用調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析解讀香蕉果實(shí)成熟的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子

發(fā)表期刊：Plant Biotechnol J.  發(fā)表時(shí)間：2020-9-13  影響因子：8.154

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水果成熟是水果生產(chǎn)和銷售的關(guān)鍵階段。以往的研究表明，果實(shí)成熟是一個(gè)高度協(xié)調(diào)的過(guò)程，主要受轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)，其中轉(zhuǎn)錄因子起著至關(guān)重要的作用。因此，鑒定調(diào)控果實(shí)成熟的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子及其相關(guān)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)有望有助于更好地理解果實(shí)成熟。在這項(xiàng)研究中進(jìn)行了時(shí)間基因表達(dá)分析，以研究香蕉果實(shí)成熟，目的是識(shí)別果實(shí)成熟背后的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的全球架構(gòu)。實(shí)驗(yàn)分析了八個(gè)時(shí)間點(diǎn)，包括表型的動(dòng)態(tài)變化、相關(guān)的生理學(xué)和已知成熟標(biāo)記基因的水平。結(jié)合加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)（WGCNA）和cis-Motif富集分析的結(jié)果以及后續(xù)功能實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建了香蕉果實(shí)成熟的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，從中鑒定出25個(gè)轉(zhuǎn)錄因子作為主要候選因子，通過(guò)調(diào)控不同的成熟相關(guān)途徑來(lái)調(diào)控成熟過(guò)程。本研究首次提出了香蕉果實(shí)成熟相關(guān)基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的全景觀點(diǎn)，這可能為有針對(duì)性地控制果實(shí)成熟以獲得更高的香蕉產(chǎn)量和減少損失的香蕉商業(yè)化提供基礎(chǔ)。

題目：RNA-Seq profiling reveals the plant hormones and molecular mechanisms stimulating the early ripening in appleRNA-Seq

圖譜揭示了促進(jìn)蘋果早熟的植物激素和分子機(jī)制

發(fā)表期刊：Genomics  發(fā)表時(shí)間：2020-9-20  影響因子：6.205

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水果的發(fā)育和成熟是人類和動(dòng)物飲食的重要組成部分。從商業(yè)角度來(lái)看，果實(shí)成熟也是植物貨架期的重要經(jīng)濟(jì)性狀。本研究以兩個(gè)蘋果品種—Hanfu野生型 (HC)和Hanfu突變體(HM)為材料，進(jìn)行了RNA-Seq，以探索果實(shí)成熟的相關(guān)基因。本研究檢測(cè)到2642個(gè)基因在HC和HM蘋果品種中有差異表達(dá)。GO分析揭示了569個(gè)類別，在生物過(guò)程、細(xì)胞成分和分子功能方面顯著豐富。KEGG分析揭示了植物激素轉(zhuǎn)導(dǎo)和類黃酮-花青素生物合成途徑，可能參與果實(shí)成熟和花青素生物合成機(jī)制。檢測(cè)到13個(gè)和26個(gè)DEGs的聚類，分別代表植物激素和轉(zhuǎn)錄因子，它們對(duì)HM基因型的早熟可能是重要的。這項(xiàng)轉(zhuǎn)錄組研究將有助于研究人員從功能上表征早熟的基因。

題目：Tracing key genes associated with the Pinctada margaritifera albino phenotype from juvenile to cultured pearl harvest stages using multiple whole transcriptome sequencing

利用多階段全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序追蹤從幼年到養(yǎng)殖珍珠收獲階段與珠母貝白化表型相關(guān)的關(guān)鍵基因

發(fā)表期刊：BMC Genomics  發(fā)表時(shí)間：2020-9-25  影響因子：3.594

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白化突變常見于動(dòng)物界，包括雙殼類動(dòng)物。在黑唇珠母貝中，白化標(biāo)本的特征是完全或部分沒有著色，導(dǎo)致典型的白殼表型表達(dá)。珍珠層顏色與養(yǎng)殖珍珠顏色之間的關(guān)系在珍珠層中具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，珍珠產(chǎn)業(yè)就是建立在珍珠層上的。因此，白化表型提供了一個(gè)有用的方法來(lái)檢查色素沉著的分子機(jī)制。本研究在珠母貝整個(gè)培養(yǎng)周期的三個(gè)階段，利用全轉(zhuǎn)錄組RNA測(cè)序進(jìn)行分析，結(jié)果顯示白化型和黑色野生型表型分別有1606、798和187個(gè)差異表達(dá)基因。這些基因被發(fā)現(xiàn)涉及五個(gè)主要的分子途徑，與已知的色素沉著途徑密切相關(guān)：黑素生成、鈣信號(hào)途徑、Notch信號(hào)途徑、色素運(yùn)輸和生物礦化。此外，選擇了顯著的與表型相關(guān)的SNPs(N = 159)，包括兩個(gè)位于Pif生物礦化基因中的SNPs，該基因編碼珍珠層的形成。有趣的是，在幼年(N = 1366)和成年外套膜組織(N = 313)之間檢測(cè)到顯著不同的轉(zhuǎn)錄物剪接，例如酪氨酸酶Tyr-1基因，其在外套膜中顯示更復(fù)雜的調(diào)節(jié)，以及編碼Notch1的基因，其在白化幼期中上調(diào)。這種多階段的RNA-seq方法提供了與珠母貝白化表型相關(guān)的基因的新認(rèn)識(shí)，突出了：1)新的分子途徑，如色素沉著中的Notch信號(hào)途徑，2)與感興趣的生物礦化基因(如Pif)相關(guān)的SNP標(biāo)記，用于標(biāo)記輔助選擇和防止近親繁殖，以及3)與酪氨酸酶相關(guān)的黑色素生物合成的基因剪接。

天昊生物具有豐富的轉(zhuǎn)錄組相關(guān)多組學(xué)聯(lián)合分析，以及全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和qRT-PCR檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，研究者致力于為研究者提供“一站式”高質(zhì)量的科研策略咨詢、實(shí)驗(yàn)技術(shù)服務(wù)和遺傳數(shù)據(jù)分析服務(wù)，期待成為大家科研工作中的“昊”助手與“昊”伙伴。歡迎聯(lián)系研究者具體咨詢！

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