天子蓝盘丽鱼皮肤组织的单细胞转录组测序

【目的】通过单细胞转录组测序比较天子蓝盘丽鱼和野生阿莲卡盘丽鱼皮肤组织中与体色形成相关的基因表达模式,为深入研究鱼类体色及良种选育提供数据基础,也为盘丽鱼或其他水产鱼类进行单细胞转录组研究提供技术借鉴。【方法】利用单细胞转录组测序技术对天子蓝(人工选育)和阿莲卡(野生型)2种盘丽鱼的皮肤组织进行转录组测序,经fastp质控过滤后,通过Cell Ranger比对参考基因组生成单细胞表达矩阵文件,使用Seurat进行降维聚类后构建转录组图谱,筛选出细胞类型识别与鉴定的标记基因;同时以阿莲卡盘丽鱼为对照,通过DEGseq筛选出2个样本间的差异表达基因(DEGs),并进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析。【结果】经单细胞转录组测序,从天子蓝、阿莲卡盘丽鱼样本中获得的原始序列(Raw reads)分别为815237286和728886552条;将2个样本整合后共捕获17035个细胞,经过滤及降维聚类后得到18个细胞簇(C0~C17),参考已知和潜在的标记基因,被注释为13种细胞类型及其亚型,基本涵盖了鱼类皮肤组织中的大部分细胞类型。基于伪批量(Pseudo-bulk)处理,从2个样本间筛选出20个DEGs(8个在天子蓝盘丽鱼皮肤组织中高表达,12个在阿莲卡盘丽鱼皮肤组织中高表达),主要注释到与气体传递、氧化代谢相关的GO功能条目。在单细胞维度,选择黑色素细胞和虹彩细胞2个细胞集群进行样本间差异分析,结果显示:在黑色素细胞中存在8个DEGs,主要富集于热应答、未折叠蛋白结合、生长因子活性、金属离子结合等信号通路。在虹彩细胞中存在25个DEGs,KEGG信号通路富集分析发现主要富集于凋亡、沙门氏菌感染和MAPK等信号通路,涉及细胞生存、应激响应和信号传导等功能。【结论】TSPAN3A、PTGES、ATF3、JUNK、GADD45GA、HSP70L、FOSAB等基因在调节天子蓝盘丽鱼皮肤体色、色素合成与沉着等方面发挥重要作用,而黑色素合成不活跃可能是导致天子蓝盘丽鱼体色较阿莲卡盘丽色更加鲜艳和绚丽的主要原因之一。

单细胞转录组测序技术在骨质疏松症研究中的应用与进展

背景:骨质疏松导致的脆性骨折发病率逐年上升,亟需探索其病理生理、潜在生物标志物、治疗靶点及有效药物。骨微环境中存在多种细胞,对骨代谢的维持至关重要。近几年,单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术被开发用于表征单个细胞的转录组,并逐步应用到骨质疏松症防治的研究。目的:综述单细胞转录组测序技术在骨质疏松症研究中的应用与进展。方法:由第一作者使用计算机检索Web of Science,PubMed和中国知网数据库中2009-2023年出版的文献,英文检索词为:“single-cell RNA sequencing,bone marrow derived stromal cells,osteoblasts,osteocytes,osteoclasts,immune cells,Bone marrow vascular endothelial cells”;中文检索词为:“单细胞转录组测序,骨髓间充质干细胞,成骨细胞,骨细胞,破骨细胞,免疫细胞,骨髓血管内皮细胞”;通过阅读筛选相关文献,最终纳入89篇文献进行综述分析。结果与结论:①单细胞转录组测序技术能够深入了解细胞发育、增殖、分化的轨迹及其调控机制。②影响骨密度的候选基因主要富集在骨髓间充质干细胞亚群,其中Sox9是关键的转录因子。③成骨细胞不同亚群中差异表达Runx2控制骨髓间充质干细胞向成骨细胞方向分化。④破骨细胞分化过程中RAB38与组蛋白修饰和转录调控动态变化有关。⑤单细胞层面研究证实,骨微环境中存在多种细胞间通讯,破骨细胞可能通过CD160-TNFRSF14配体-受体结合进行细胞间通讯;中性粒/单核细胞与成骨细胞间可能通过RESISTIN通路进行交互;浆样树突状细胞与成骨细胞系通过表皮生长因子通路进行交流;均可以为靶点预测和药物研发提供方向。⑥新的骨髓毛细血管内皮细胞亚群,称为S型内皮细胞,完全起源于骨骺次级骨化中心,甚至比H型血管更具有可塑性。⑦文章从细胞角度总结单细胞转录组测序技术在表征不同骨组织细胞的分化命运和分化轨迹、识别新的细胞亚群、鉴定细胞调控因子及明确细胞间通讯的研究进展,为探讨骨质疏松症的病理机制、筛选潜在诊断标志物、预测治疗靶点及探究药物作用机制提供细胞层面的信息。⑧未来单细胞测序技术将向单细胞多组学(基因组、蛋白组学及代谢组学)方向及结合其他诸如空间转录组技术为骨组织细胞变化提供更有价值的信息。

单细胞转录组测序技术与椎间盘退变的发病机制

背景:椎间盘退变在临床上被认为是引起下腰痛的主要病因,但由于椎间盘退变发病机制尚不明确,目前仍缺乏有效手段来延缓疾病进展。单细胞转录组测序技术可以在单个细胞水平对mRNA进行扩增和测序,揭示单个细胞的基因表达强度,根据细胞的异质性发现组织中的不同细胞亚群,在分子水平上研究椎间盘退变的发病机制,为其早期诊断和治疗提供新的理论依据。目的:介绍了单细胞转录组测序技术的基本原理并综述了近年来单细胞转录组测序技术在椎间盘退变发病机制中的研究进展。方法:应用计算机系统检索PubMed、Web of Science、中国知网和万方数据库中2012-2022年出版的文献,英文检索词为:“single-cell RNA sequencing,intervertebral disc degeneration,sequencing technology”;中文检索词为“单细胞转录组测序,椎间盘退变,测序技术”。排除重复、质量较差及不相关的文献,最终纳入70篇文献进行综述分析。结果与结论:①鉴定了稳态软骨样细胞、肥大软骨样髓核细胞、纤维髓核细胞等新型细胞亚群,识别了这几种细胞亚群的标记基因、转录因子,并阐述了这几种细胞亚群在椎间盘退变发生发展过程中的功能及分化轨迹和细胞命运,同时提出了祖细胞概念,确定了具备祖细胞特性的细胞亚群,在小鼠体内验证了该细胞亚群治疗椎间盘退变的有效性。②识别了兼具软骨特性和纤维特性的纤维软骨样纤维环细胞和纤维环干细胞,并在体外结合纤维软骨诱导剂和丝素蛋白及透明质酸制备了一种新型复合水凝胶,通过小鼠体内实验验证了这种水凝胶既能修复纤维环组织也能恢复软骨基质,对于椎间盘退变有显著治疗效果。③在终板软骨组织中发现了调节性软骨细胞,其在椎间盘退变进展中出现2种截然不同的命运并明确了2种命运中的差异基因,细胞间通讯分析表示调节性软骨细胞与内皮细胞之间互相作用从而促进血管生成。④在退变椎间盘组织中鉴定出巨噬细胞、T细胞、髓系祖细胞和嗜中性粒细胞等免疫细胞,证明了椎间盘退变过程中存在免疫反应,并发现载脂蛋白诱导了巨噬细胞M1和M2亚型的极化,这种极化过程通过MIF信号通路放大炎症反应来影响髓核祖细胞的活性。

基于单细胞转录组测序分析骨关节炎软骨细胞分化的分子机制

目的深度分析骨关节炎(osteoarthritis,OA)软骨细胞分化的单细胞转录组数据,探究其关键性靶基因及分子机制,为临床靶向治疗骨关节炎提供分子理论依据。方法从GEO数据库下载数据集(GSE104782),包含10个骨关节炎样本及1464个软骨单细胞测序结果,运用R语言分析软骨细胞分化中关键Marker基因,并采用质控和数据过滤、PCA、TSNE、细胞轨迹、GO、KEGG信号通路及蛋白互助网络分析揭示软骨细胞分化机制。结果该数据集共包含基因17380种、20个主成分、9种细胞类型、1886个Marker基因及6种分化途径,其中软骨祖细胞为软骨最早分化细胞。GO分析涉及软骨发育、结缔组织发育等生物过程;涉及含胶原蛋白细胞外基质、内质网内腔等细胞组分;涉及肝素结合、糖胺聚糖结合等分子功能。KEGG通路分析涉及蛋白质消化吸收、ECM受体相互作用、人乳头瘤病毒感染、补体与凝血级联反应、PI3K-Akt信号通路等信号通路。运用Cytoscape 3.7.2软件获得5个关键Marker基因(COL1A1、COL2A1、VEGFA、COL1A2、DCN)。结论运用单细胞转录组测序发现骨关节炎软骨细胞共有6种分化途径及多种Marker基因的潜在特征,进一步从单细胞角度阐述骨关节炎的发病机制。

单细胞转录组测序技术在家养动物中的应用

单细胞转录组测序技术(single cell RNA sequencing,scRNA-seq)可以能够以高精度分辨率鉴定单个细胞类型和细胞状态,打破普通转录组测序(bulk RNA sequencing,RNA-seq)无法探究目标细胞具体表达特征的困境,在各个领域的探索中起到重要作用,目前广泛应用于人类及小鼠发育生物学、肿瘤学、免疫学、复杂疾病、肠道微生物组及临床应用等诸多领域。近年来,scRNA-seq在畜牧业领域也开展了一些开创性的研究并获得了一系列的成果,主要集中在动物繁殖性能、胚胎发育、关键性状解析等方面,但相较于在人类上的应用还较为薄弱,在其他领域的应用也仍有待深入。本文主要综述了scRNA-seq的工作流程及其在家养动物中应用的研究进展,以期为提高scRNA-seq分析效率以及在家养动物中的创新应用提供参考。

单细胞转录组测序技术在帕金森病中的应用

背景:帕金森病以中脑特别是黑质致密部为主要病理改变,导致患者运动和非运动功能受损。目前研究受制于细胞异质性,其发病机制仍需要更深入的阐明。近些年,单细胞转录组测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)逐渐应用于神经退行性疾病中,对于理解细胞间异质性、疾病发展机制和治疗策略有重要意义。目的:综述近些年scRNA-seq技术应用于帕金森病的研究进展,为scRNA-seq在帕金森病诊断和治疗中应用提供理论基础。方法:由第一作者应用计算机系统检索中国知网、万方医学网数据库、PubMed、Web of Science数据库的相关文献,中文检索词为“单细胞RNA测序,帕金森病,细胞异质性,细胞亚型,多巴胺能神经元,胶质细胞”;英文检索词为“single-cell RNA-seq,Parkinson Disease,heterogeneity,subtypes,dopaminergic neurons,glial cells”,最终纳入71篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)scRNA-seq是一种在单细胞水平上利用RNA测序对特定细胞群体进行基因表达谱定量的高通量实验技术,从分子水平揭示细胞奥秘。与传统的测序技术相比,scRNA-seq技术通过对细胞转录组进行自动聚类分析,从而揭示各种生理和病理情况下复杂组织中细胞类型多样性和特异性基因表达的变化。(2)通过scRNA-seq阐明多巴胺能神经元发育过程以及各种细胞亚型的独特功能特性,从而更好地了解具有潜在治疗作用的分子靶点。(3)利用scRNA-seq分析,提高了研究者对帕金森病胶质细胞反应的了解,从而全面表征了不同的细胞类型群体,并鉴定出与神经变性相关的胶质细胞亚群,绘制了有价值的单细胞图谱,作为未来研究的参考数据。(4)应用scRNA-seq检测胚胎小鼠以及干细胞,将有助于改善细胞治疗的体外分化方案和质量控制,以及评估干细胞衍生的中脑多巴胺能神经元的整体细胞质量和发育阶段。

单细胞转录组测序在病原微生物肺部感染研究中的应用

肺部感染是指在终末气道、肺泡腔及肺间质中由细菌、真菌和病毒等病原体诱发的炎症,是威胁人类健康的全球十大问题之一。2019年,世界卫生组织数据显示肺部感染致全球近260万死亡,位列第四大死因^([1]),而且,成人肺部感染的发作次数呈上升趋势,特别是≥70岁的男性患者数量增幅最为显著^([2])。病原微生物的感染是病原体与免疫相互作用的结果,不同病原体引起的肺部感染作用机制不同,感染的病原体可激活免疫信号通路和诱导炎症风暴,诱发急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)^([3]),导致预后不佳,甚至死亡。

单细胞转录组测序解析化疗后舌鳞癌免疫细胞动态图谱和肿瘤细胞耐药异质性

目的:探究舌鳞癌免疫和肿瘤细胞亚群的转录组异质性和化疗相关的变化。方法:研究收集了首都医科大学附属北京口腔医院口腔颌面头颈肿瘤科确诊舌鳞状细胞癌(简称舌鳞癌)、接受相同化疗方案却出现化疗疗效差异的2位患者的化疗前、后的肿瘤和外周血单核细胞样本共8例,进行单细胞转录组测序,并对测序结果进行数据分析。使用多重免疫荧光技术观察T细胞化疗前后变化和疗效出现差异的患者之间肿瘤细胞marker基因表达情况对比。结果:根据经典marker基因的表达将获得的细胞分成T细胞和NK细胞、B细胞和浆细胞、上皮细胞等12个主要的细胞亚群。数据分析结果显示,化疗后舌鳞癌免疫和肿瘤亚群细胞图谱发生了显著变化。2位化疗效果不同的患者在特定亚型的T细胞、NK细胞和髓样细胞表现出转录组异质性和化疗相关变化,多重免疫荧光实验发现化疗后舌鳞癌肿瘤微环境中Tregs细胞减少,而CTL细胞增加。此外,该研究探索了化疗前后肿瘤细胞的异质性,并定义了三组具有不同生物学特征和恶性程度的肿瘤细胞亚群。多重免疫荧光显示疗效较差者的原发肿瘤组织比疗效好者具有更多高度恶性组肿瘤细胞。结论:研究结果解析了化疗后舌鳞癌免疫和肿瘤细胞的异质性,对影响舌鳞癌化疗效果的因素提出了新的见解,有助于识别潜在免疫治疗靶点。

基于单细胞核转录组测序的多发性大动脉炎外周血单个核细胞图谱分析

目的基于单细胞核转录组测序(snRNA-seq)技术描绘多发性大动脉炎(TAK)外周血单个核细胞(PBMC)基因和功能的异质性改变,阐述TAK可能的免疫机制。方法收集确诊为TAK患者的PBMC共6例为疾病组(TAK组),同期就诊的健康人群6例PBMC为正常组(NC组)。基于snRNA-seq工作流程建库测序,下机数据采用R 3.6.2软件进行主成分分析(PCA)及t-分布随机邻域嵌入(tSNE)分析等手段对两组PBMC样本池的单个核细胞的基因表达进行检测。结果TAK患者PBMC的免疫细胞的相对比例和含量都发生了改变;高克隆TCR可高度同源性匹配整合素beta-3的氨基酸序列;T细胞介导的干扰素γ和TNFα通路显著上调;TNFRSF13B+记忆B细胞比例明显升高;所有细胞类型中单核细胞所形成的的配体受体相互作用始终最多。结论TAK的发生发展过程中PBMC参与了复杂的调节,多种免疫炎症因子异常表达,其中单核细胞在PBMC的相互作用中占据了重要地位。

单细胞转录组测序技术在水产养殖领域的应用

单细胞转录组测序技术可揭示不同组织细胞间和同一组织不同细胞间的异质性,已大量用于模式物种研究,但在水产养殖物种中的应用则处于起步阶段。综述单细胞转录组测序技术在水产养殖物种的人工繁殖、良种选育和病害防控相关研究中的应用,指出其在应用过程中存在样本采集、单细胞分离、数据分析方面的困难,并提出相应的解决举措,展望其在水产养殖领域内应用的发展前景,为促进单细胞转录组测序技术在水产养殖领域的广泛应用提供参考。

单细胞测序和空间转录组技术在口腔医学的应用进展

单细胞测序和空间转录组技术在生命科学领域的应用是近年的研究热点,通过联合单细胞测序及空间转录组技术,能够在单细胞水平揭示细胞特定空间位置上的信息,以进一步探究疾病发生发展的机制及疾病的防治。在口腔医学领域,这一技术已被应用于口腔组织干细胞、口腔组织发生发育、口腔微生物及各类口腔疾病的研究中。该文阐述了单细胞测序和空间转录组技术在口腔领域的应用进展并展望两者联合应用的前景,以期为口腔疾病的诊疗提供新思路。

三代测序和单细胞转录组测序技术在家畜雄性生殖领域的研究进展

雄性家畜优良的繁殖性能可以提高养殖效益,促进家畜种群的改良和生产性能的提升,而睾丸正常发育是雄性哺乳动物精子发生及有效繁殖力的先决条件。近年来,高通量测序技术已广泛应用于哺乳动物睾丸发育及精子发生的各项研究中。其中三代测序和单细胞转录组测序技术已经成为深入研究家畜雄性生殖及精子发生机制的有效工具。文章综述了雄性睾丸发育,三代测序和单细胞转录组测序技术及其在睾丸发育中的应用和研究进展,揭示出与雄性生殖发育相关的关键基因和途径,为提高家畜的繁殖效率及研究生殖疾病的病因提供参考依据。

基于单细胞转录组学测序数据建立乳腺癌脂肪酸代谢预后模型与验证

目的:建立基于乳腺癌脂肪酸代谢(fatty acid metabolism,FAM)相关基因的预后模型,并对乳腺癌的FAM模型进行评估预后。方法:整理乳腺癌单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)数据集,鉴定出乳腺上皮肿瘤细胞,通过表达水平曲线下面积(area under the curve for expression level,AUCell)分析得出乳腺癌FAM在不同肿瘤细胞内的活化程度,再与加权基因共表达分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)结果取交集得到乳腺癌FAM相关差异基因。通过单因素和多因素Cox回归建立767例患者的预后风险模型。多指标受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC),决策分析曲线(decision analysis curve,DAC),一致性指数(concordance index,C-index)用于评估模型的准确性。最后使用GSE3143数据集验证。结果:单细胞组学分析发现597个差异基因,单变量和多变量Cox回归确定了12个与OS相关的风险相关基因:FOXQ1、TFPI2、MACC1、ACOT7、MCEE、SLC27A2、QPRT、SLC2A1、ACAA1、NDRG1、KYNU、YOD1。多指标ROC分析,DAC以及C-index均提示该模型预测准确率较高。结论:基于12个乳腺癌FAM相关基因预后模型具有一定的准确性,可更好地用于指导临床治疗。

单细胞转录组测序技术在脊髓损伤研究中的应用

背景:近年来,单细胞转录组测序技术在脊髓损伤的研究为创伤后中枢神经系统的细胞和分子异质性以及结构变化提供了新的见解。目的:就单细胞转录组测序技术在脊髓损伤的研究进展进行综述,更加全面、深入地阐述单细胞转录组测序技术在脊髓损伤领域的应用。方法:应用计算机系统检索PubMed、Web of Science、中国知网和万方数据库中2009-2023年出版的文献,英文检索词为“single-cell RNA sequencing,spinal cord injury,sequencing technology”;中文检索词为“单细胞转录组测序,脊髓损伤,测序技术”。排除质量较差、内容重复及不相关的文献,最终纳入57篇文献进行综述分析。结果与结论:目前,单细胞转录组测序技术在脊髓损伤的研究可归纳为以下几点:①鉴定了小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞、巨噬细胞、B细胞、神经元和神经干细胞等细胞亚群,并识别了这几种亚群的特异性标记基因。②小胶质细胞在脊髓损伤后保持永久活跃,通过增殖、免疫和稳态功能来协调脊髓损伤后的早期阶段。星形胶质细胞以激活的方式在脊髓损伤中发挥许多重要功能,包括维持微环境平衡、清除坏死组织、形成保护屏障以及胶质瘢痕等。巨噬细胞和小胶质细胞均在脊髓损伤后的慢性神经炎症中起重要作用。③神经干细胞和神经元亚群能够在脊髓损伤后进行自我更新,新发现的SCV^(sx2::Hoxa7:Zfhx3→lumbar)和SCV^(sx2::Hoxa10)等神经元亚群可再生到自然靶区,有利于运动功能的恢复。④发现细胞亚群的动态变化提高了研究者们对脊髓损伤病变进程的理解,并为脊髓损伤在不同时间点的治疗提供了新见解。截至目前,这些研究结果均还需要更多的基础研究和足够的临床试验来验证。在未来,单细胞转录组测序技术通过与生物信息学、计算机科学、组织工程学和临床医学等跨学科合作,有望为脊髓损伤的诊疗打开新的一扇窗户。

单细胞转录组测序技术在糖尿病视网膜病变中细胞机制的研究现状和进展

糖尿病视网膜病变(DR)是糖尿病常见的视网膜并发症,全身危险因素、炎症反应、氧化应激反应均参与了DR的发生与发展,是工作年龄人群首要的致盲性眼病。传统的测序方式解释了DR的病理机制,为临床的诊断及治疗提供了重要参考,但仍具有局限性。近年来兴起的单细胞转录组测序技术(scRNA-seq)在单个细胞水平对mRNA进行转录组分析,可精准识别视网膜疾病中新的细胞亚型,鉴别罕见细胞,揭示细胞的异质性,有助于阐明视网膜疾病的发生发展轨迹,深入探索与疾病有关的基因调控关系,为今后精准医疗提供指导。文章就单细胞测序技术以及在DR研究中的应用进行综述,探讨不同类型细胞在与DR相关的作用机制,以期更好的将scRNA-seq应用于DR的研究中,寻找潜在的治疗靶点从而助力DR相关研究的临床转化。

单细胞转录组测序技术在伤口愈合中的研究进展

伤口愈合是皮肤受伤或感染后修复皮肤屏障的一个复杂生物学过程。伤口愈合不良会导致机体的功能障碍,严重影响患者的生活质量,同时显著增加了患者的经济负担。随着高通量测序技术的发展和成熟,单细胞转录组测序技术因其能精细划分细胞亚群、评估细胞异质性、追踪细胞谱系、识别稀有细胞等独特优势已被广泛应用于生物医学领域中。本文主要综述单细胞转录组测序技术在伤口愈合中的研究进展,旨在为伤口愈合的基础和临床研究提供参考。

原发性胆汁性胆管炎中单细胞转录组测序技术的应用进展

单细胞转录组测序技术是近年来新兴的生物技术,打破了传统测序只能得到细胞群体平均值的局面,使获取单个细胞的生物信息成为可能,具有独特的优势。本文简单阐述了单细胞测序的技术流程,及其在原发性胆汁性胆管炎领域的最新研究进展,以期为原发性胆汁性胆管炎的机制研究与靶向治疗提供新的方向。

基于转录组测序技术分析猪德尔塔冠状病毒感染ST细胞机制的初步研究

猪德尔塔冠状病毒(PDCoV)感染可导致仔猪出现水样腹泻和死亡,严重危害猪的健康。为研究PDCo V感染引起宿主细胞基因转录水平的变化及初步研究其感染机制,本研究提取PDCo V感染组和不感染该病毒的阴性对照组ST细胞样品总RNA,构建二者的cDNA文库后采用Illumina HiSeq 6000高通量测序平台进行转录组测序(RNA-Seq)。结果显示,所有样品的测序错误率均≤0.03%;Q20/%和Q30/%分别达98%和94%以上;GC含量在51.09%~55.15%;相关性分析结果显示,阴性对照组及感染组细胞样品各组内的R值均>0.9,上述结果表明测序数据可靠,可用于后续转录组学数据分析。采用ggplot2软件分析两组细胞组内测序结果的相关性,并以相关系数R>0.9判定各组内测序数据的准确性;采用DESeq2软件并以P<0.05和log2(Fold change)>1为条件筛选两组细胞中转录显著差异基因;采用ClusterProfiler R软件对转录显著差异基因进行GO功能和KEGG信号通路的富集分析;采用Pheatmap软件对各组ST细胞中与免疫反应相关的转录显著差异基因进行聚类分析;随机选择9个转录显著差异基因经RT-q PCR验证RNA-Seq的结果。筛选结果显示,与阴性对照组细胞相比,共筛选出5719个转录显著差异基因,其中3573个转录显著上调基因,2146个转录显著下调基因。GO功能和KEGG信号通路富集分析结果显示,转录显著上调的基因与ST细胞的免疫应答、防御反应等功能有关;转录显著下调的基因与细胞的氧化还原和新陈代谢等功能有关;转录显著上调的基因参与细胞因子受体互作、天然免疫反应相关、肿瘤坏死因子等的信号通路;转录显著下调的基因与细胞物质代谢信号通路有关,包括氨基酸代谢、脂代谢、乙醛酸和二羧酸代谢等信号通路。与免疫反应相关的转录显著差异基因的聚类分析结果显示,与阴性对照组细胞相比,PDCo V感染的ST细胞中白细胞介素基因(IL-1R1、1L-6、IL-10RB、IL-15和IL-12A等)、抗病毒基因(MX1、OAS)和干扰素基因(INFAR1、IFN-ALPHAOMEGA)的转录水平均显著上调。上述结果表明PDCo V感染后,ST细胞的天然免疫反应被激活,但细胞的代谢反应降低,这更有利于减弱病毒在ST细胞中的复制,起到一定的抗病毒效果。9个转录显著差异基因的RT-q PCR结果与RNA-seq结果基本一致,表明转录组测序数据可靠。本研究为进一步解析PDCo V的感染机制提供参考依据。

基于转录组测序分析SOX18在湖羊毛囊毛乳头细胞中的功能

旨在初步探究SOX18基因在湖羊毛囊毛乳头细胞中的功能。本研究首先采用免疫荧光染色试验对从湖羊毛囊中分离的细胞进行鉴定,然后构建SOX18基因过表达载体并通过qRT-PCR和Western blot检测其过表达效率。将经过鉴定且生长状态良好的毛乳头细胞分为两组,分别转染SOX18过表达载体和空载质粒,每组3个重复。采用Trizol法提取6个样本的总RNA并构建cDNA文库,利用Illumina Novaseq6000平台进行测序,然后对样本相关性和差异表达基因进行分析,并对差异表达基因进行GO功能分类和KEGG通路注释,寻找SOX18基因调控的相关候选基因和通路。为确认转录组数据的准确性,随机选取9个差异表达基因进行qRT-PCR验证。免疫荧光结果显示,毛乳头相关基因在所分离的细胞中高表达,表明所分离的毛乳头细胞纯度高。qRT-PCR和Western blot检测发现,SOX18基因过表达能够增加毛乳头细胞中SOX18的mRNA和蛋白水平,表明构建的SOX18基因过表达载体可用于后续试验。转录组分析结果表明样本间相关性好,SOX18过表达组和对照组相比共发现157个基因差异表达,其中103个基因在SOX18过表达后上调,54个基因下调,qRT-PCR分析表明转录组数据准确性高。GO功能分析显示,一些差异基因富集于细胞进展和毛囊发育过程。KEGG富集分析表明,一些差异表达基因富集于细胞增殖和毛囊发育相关信号通路。GO功能分析和KEGG富集分析表明SOX18在毛乳头细胞的增殖和毛囊发育过程中起作用。本研究通过转录组测序分析发现SOX18可能通过影响细胞增殖和毛囊发育相关的基因和信号通路来影响毛乳头细胞增殖和毛囊生长发育,研究结果为解析SOX18基因在湖羊毛乳头细胞和毛囊中的分子调控机制提供了理论基础。

基于转录组测序分析葡萄籽原花青素对HepG2细胞基因及其相关功能的影响

目的:基于转录组测序分析葡萄籽原花青素对HepG2细胞基因及相关功能的影响,明确原花青素处理HepG2细胞的关键基因及代谢通路。方法:通过转录组测序,筛选差异基因,基因功能注释和KEGG通路的富集分析,进行葡萄籽原花青素处理细胞后的转录组学研究。结果:葡萄籽花青素处理HepG2细胞后主要富集到的生物学过程为细胞过程、代谢过程、生物调控过程、免疫系统过程、繁殖调节、生长调节。细胞凋亡的12个关键差异基因与TNF、p53、MAPK、PI3K-Akt、NF-κB信号通路密切相关。结论:细胞凋亡与TNF信号通路、p53信号传导途径、PI3K/Akt信号通路、NF-κB信号通路、MAPK信号通路密切相关。