简介:摘要视网膜由多类细胞组成,每类细胞都有着独特的生物学功能。即使是同类细胞,也会因遗传异质性导致细胞功能出现差异。以往传统的研究手段无法分辨这些差异,有些细胞由于缺乏特异性分子标记或数量稀缺也难以定义,阻碍了人们对这些细胞的认识及研究。随着生物技术的发展,单细胞转录组测序技术可以获得单个细胞转录组表达谱、识别细胞间异质性、鉴别细胞亚类及稀有细胞群,揭示每个细胞的转录组表达谱特征和功能差异,剖析细胞的起源、功能及变异特征。可获得与疾病相关的特征性细胞亚类及特异性差异表达基因,加深我们对疾病起因、发展的理解,也为临床诊断及靶向治疗提供帮助。
简介:摘要近年来,新型冠状病毒肺炎、流行性感冒、埃博拉出血热等病毒性疾病呈现愈演愈烈、愈发愈快的趋势。为保障人民健康和国民经济的稳定运行,研究病毒的致病机理与宿主免疫调控机制,解析病毒与宿主的基因表达调控规律,监测病原病毒与防治病毒病的重要性逐渐凸显。转录组测序是一类在RNA水平上关注基因在特定时空状态下表达特征的技术,是分析差异基因表达和研究mRNA差异剪接必不可少的工具。随着分子生物学实验技术的进步和生物信息学分析平台的成熟,转录组学研究向着低成本、低技术门槛的方向发展,逐渐从理论研究领域向临床实验室过渡,改变着临床工作人员对病毒与病毒病的传统认知,被越来越多的用于病毒转录机制、病毒与宿主的免疫互作、追踪疾病进展以及抗病毒药物研发等方面研究。本文主要对宏转录组的技术流程、常用软件以及病毒与病毒病方向的应用场景进行综述,并对细胞群转录组、单细胞转录组、单细胞核转录组以及空间转录组的方法与应用进行简要介绍,以期为病毒转录机制研究与病毒病的防控提供方法学参考。
简介:摘要胚胎植入依赖于良好的胚胎质量、子宫内膜容受性,及胚胎-子宫内膜间同步和谐地交流对话。相较于发展较成熟的胚胎培养技术,目前子宫内膜容受性仍缺乏有效的诊断与治疗方法,传统检测方法如胞饮突检测、组织学检测、超声等,其准确性和可重复性饱受质疑。随着组学技术的发展,利用基因表达的整体特征描述、诊疗疾病已成为可能,其在子宫内膜容受性领域也具有较大的研究和临床运用价值。本文就近年来子宫内膜容受性领域转录组学临床研究作一综述,概括子宫内膜容受性相关编码基因、非编码基因研究的基本情况及临床运用情况,为后续研究子宫内膜容受性、指导临床诊疗提供参考。
简介:摘要近年来转录组学快速发展,成为探索生殖细胞和人类早期胚胎发育机制的重要手段,其中单细胞测序技术的出现更具有里程碑意义。在生殖细胞水平,卵母细胞中RNA的稳定对于受精后胚胎的发育具有重要意义;同时多项研究表明精子中存在着复杂的RNA分子调控系统,可能与精子异常密切相关。精卵结合后,受精卵的激活和分化发育涉及多个基因适时的激活和转录表达,为后期着床进行铺垫。最新的技术能够同时对同一细胞进行多层面检测,也深入揭示了甲基化与转录、遗传之间的关系。而随着“无创”概念深入人心,囊胚培养液的检测愈发受到重视,其中多个转录因子被证实与胚胎发育相关,有可能成为优质胚胎新的评价体系。
简介:摘要目的分析抑郁症患者较健康人各脑区转录组基因的差异表达情况。方法在基因表达谱数据库(gene expression omnibus,GEO)中搜索抑郁症病例-对照设计并含有原始数据的研究,设定物种为人。以各数据集所有转录组基因为观察变量,利用在线软件Network Analyst进行主成分分析(principal component analysis,PCA),整体评估抑郁症患者各个脑区(包括前额叶、前扣带回、杏仁核、海马)相对正常人各脑区的转录组改变差异的程度。利用limma算法分别筛选倍数变化为1.2倍、1.5倍、2.0倍的差异基因(differentially expressed gene,DEG),P<0.05为差异有统计学意义。对来源于不同数据集不同脑区的差异基因进行维恩分析,以获取该脑区稳定的差异表达基因。利用DAVID在线软件对稳定差异表达的基因进行功能富集分析,探讨抑郁症患者不同脑区的GO功能及KEGG通路的改变情况。结果抑郁症患者各个脑区(前额叶、前扣带回、杏仁核)相对健康对照各个脑区的转录组整体水平改变程度较轻,基于转录组基因表达水平进行的主成分分析无法有效区分健康-疾病状态;几乎不存在倍数变化大于2.0倍的差异表达基因;维恩分析结果提示不同脑区的多个数据集差异基因无交集;倍数变化大于1.2倍相对稳定的差异表达基因功能与抑郁症无直接关联。结论抑郁症疾病状态下,患者脑组织转录组水平改变微乎其微,因多方面限制识别抑郁症易感特定基因仍具有挑战性。
简介:摘要目的探索小鼠正常肺组织在重离子射线暴露后不同时期、不同暴露剂量下转录水平表达改变,为寻找重离子放射敏感基因、研究重离子放射效应与损伤机制奠定基础。方法时间梯度实验:采用14.5Gy碳离子射线对小鼠进行全肺野照射,分别于照射后3天和1、3、24周提取肺组织总RNA。剂量梯度实验:采用0、7.5、10.5、12.5、14.5、17.5、20Gy重离子射线照射后1周提取肺组织总RNA。两组实验均行全转录组芯片检测。结果重离子射线14.5Gy照射后急性期(3天)、亚急性期(1周)、炎症期(3周)、纤维化期(24周)小鼠肺部全转录组基因表达主成分分析出现各阶段差异性分离;其中以照射后3天基因表达差异最为显著,照射后1周与其余各时间点均一性最高。细胞凋亡是重离子照射后肺组织主要的细胞死亡类型,以Phlda3为中心的Gdf15、Mgmt、Bax相互关联基因是放射敏感基因(R=0.76,P<0.001)。结论本研究为重离子照射后正常肺组织生物学效应机制提供了转录水平依据。
简介:摘要目的探讨糖尿病大鼠睾丸的转录组学改变。方法2019年9月至2020年5月从华中科技大学同济医学院实验动物中心购入18只4周龄SD大鼠,其中8只作为对照组大鼠,另外10只大鼠建立1型糖尿病大鼠模型,最终获得对照组与糖尿病组大鼠各6只。分别从两组中筛选出3只大鼠后,对6只大鼠的睾丸进行RNA测序,比较正常大鼠与1型糖尿病大鼠睾丸组织的转录组差异,并通过生物信息学分析对靶基因可能相关通路进行了预测以及实时定量聚合酶链反应实验验证。采用双样本双尾t检验进行统计分析。结果糖尿病组大鼠睾丸重量明显高于对照组[(0.42±0.15) g比(2.27±0.20) g,P<0.01,t=-18.124],睾丸生精小管结构受到严重损伤,糖尿病组精子质量低于对照组。糖尿病组睾丸共有138个基因高于对照组,119个基因低于对照组,其中4个基因与睾丸发育和精子的发生直接相关,可能参与了类固醇激素的合成以及氧化还原稳态的维持。2个基因与糖原合成、生长发育密切相关。经实时定量反转录聚合酶链反应(RT-qPCR)验证,以上基因的表达趋势与RNA测序结果一致。结论糖尿病可能通过影响睾丸内生精相关基因以及糖原代谢基因的转录表达,从而损害睾丸的生精功能。
简介:摘要目的通过观察氯胺酮麻醉对大鼠大脑皮质转录组表达的影响,探讨其可能的麻醉机制。方法选择5~6周龄雄性SD大鼠6只,采用完全随机法分为氯胺酮组(KET组)和对照组(Ctrl组),每组3只。分别腹腔注射麻醉剂量氯胺酮(50 mg/kg)或等体积生理盐水后30 min,提取大脑皮质进行mRNA测序(mRNA sequencing, RNA-seq),筛选差异表达基因。使用实时荧光定量聚合酶链反应(real time fluorescent quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)进行验证,并通过基因本体(gene ontology, GO)分析、京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)通路分析和蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络分析鉴定差异表达基因涉及的相关功能变化。结果在确定样本质量合格后,高通量测序检测出氯胺酮麻醉后大鼠皮质中70种基因显著上调,83种基因显著下调。通过GO、KEGG和PPI分析发现,氯胺酮麻醉过程中发生显著变化的通路主要有5-羟色胺能突触、核糖体和光传导3种,分别对应5-羟色胺系统、神经内分泌系统和视觉系统。结论氯胺酮麻醉后大鼠大脑皮质中mRNA表达显著改变。相关的功能变化分析提示,5-羟色胺系统、神经内分泌系统和视觉系统可能参与了氯胺酮的麻醉调控。
简介:摘要单细胞转录组测序(scRNA-seq)是一种在细胞水平观测单个细胞之间转录组差异的新兴技术,其基本策略是捕获单细胞,经裂解得到微量mRNA,逆转录后扩增,cDNA用于制备测序文库。目前该技术已被广泛应用于多个学科领域。视觉神经系统在结构上包括视网膜、外侧膝状体及视皮层等,负责视觉信息的获取和处理,进而形成视觉。视觉信息占全部感觉信息的70%以上,故对视觉神经系统的研究显得尤为重要。随着科学技术的快速发展,单细胞转录组测序技术的研究成果也越来越多,该技术正逐渐成为指导临床实践的重要工具,为基础研究向临床转化搭建了桥梁。本文介绍单细胞转录组测序技术的主要技术路线和方法,并详述其在视觉系统研究中的应用。