基于小鼠脾脏转录组测序探索脓毒症预后关键基因

目的：运用脾脏高通量测序结合生物信息学筛选脓毒症死亡小鼠的关键差异表达基因（DEGs）。方法：(1)腹腔注射脂多糖（LPS）建立小鼠脓毒症模型,绘制7 d生存曲线确定生存组、死亡组造模剂量。(2)ELISA验证对照组、生存组、死亡组小鼠外周血浆TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10表达。(3)使用脓毒症生存组和死亡组脾脏测序,结合生物信息学分析DEGs,筛选关键基因。(4)RT-PCR及Western blot验证关键基因及蛋白表达差异。结果：(1)脓毒症生存组造模剂量为15 mg/kg LPS（死亡率为30%）,死亡组造模剂量为30 mg/kg LPS（死亡率为80%）。(2)脓毒症小鼠外周血IL-6、TNF-α、IL-1β表达量较对照组明显升高,IL-10表达水平降低（P<0.05）;脓毒症模型组间进行比较,死亡组促炎因子水平较生存组升高,IL-10较生存组降低（P<0.05）。(3)共筛选出生存组和死亡组中2 999个DEGs,其中1 185个基因上调,1 814个基因下调,筛选出“造血细胞谱系”“原发性免疫缺陷”“非洲锥虫病”“利什曼病”“B细胞受体信号通路”...     

模拟失重后骨髓来源巨噬细胞转录组高通量测序及分析北大核心CSCD

目的探索模拟失重对小鼠骨髓来源巨噬细胞基因表达的影响。方法采用尾悬吊法构建模拟失重小鼠模型,对照组不做尾吊处理。模拟失重28 d后提取小鼠骨髓来源巨噬细胞并将其分别诱导为M0型和M1型巨噬细胞。随后,提取细胞总RNA进行转录组测序及分析,并通过实时定量RT-PCR验证重要基因的差异表达。结果转录组测序结果显示,模拟失重组与对照组之间的M0型巨噬细胞共有807个基因差异表达;模拟失重组与对照组之间的M1型巨噬细胞共有898个基因差异表达。GO分析表明,M0型巨噬细胞差异表达基因主要集中于免疫应答、趋化等生物学过程中;M1型巨噬细胞差异基因主要富集于炎症反应、细胞迁移的正调控和单核细胞趋化等生物学过程中。KEGG通路分析发现M0型巨噬细胞的差异基因主要涉及趋化因子、细胞因子-细胞因子受体相互作用等信号通路;M1型巨噬细胞的差异基因主要涉及造血细胞谱系、流体剪切应力等信号通路。进一步分析发现,尾吊组与对照组在M0或M1型巨噬细胞中的差异基因均在细胞因子-细胞因子受体相互作用信号通路中富集,其中尾吊组的M0与M1型巨噬细胞中调节单核细胞/巨噬细胞迁移和浸润的关键趋化因子Ccl2均显著高表达,并进一步通过RT-PCR实验得到验证。结论模拟失重可显著影响小鼠巨噬细胞中以Ccl2为代表的与炎症发生和加重密切相关的基因表达水平,这些改变的基因富集于多个生物学过程,可能对巨噬细胞的黏附、迁移等功能产生影响。     

基于转录组测序鉴定自噬在小鼠精子发生过程中的动态变化

目的基于NCBI数据库中的小鼠精子发生3个时期(精原细胞、粗线期精母细胞、圆形精子)的转录组测序(RNA-Seq)数据,系统地揭示自噬通路及自噬相关基因在精子发生过程中的动态变化规律。方法从GEO数据库中下载精子发生3个时期的RNA-Seq数据(GSE100964),对相邻阶段的差异表达基因分别进行代谢通路富集分析。从Autophagy Database里面取出783个自噬相关基因,对其中在精子发生3个时期的平均表达值大于1的636个自噬相关基因的表达量进行热图展示。结果发现精原细胞和粗线期精母细胞之间的差异表达基因可以显著富集到自噬通路和自噬相关的通路,而粗线期精母细胞和圆形精子之间的差异表达基因不能富集到自噬相关通路。此外,还发现636个自噬相关基因在精子发生过程中有3种主要表达模式。结论自噬在精子发生减数分裂起始前后的RNA水平发生了显著的变化,且自噬相关基因在精子发生过程中呈阶段特异表达。     

维生素D缺乏模型小鼠子宫转录组的测序分析

背景:近来发现维生素D受体广泛分布在卵巢、子宫等女性生殖系统,与自然流产及妊娠期糖尿病等不良妊娠结局密切相关,但其具体机制尚不清楚。目的:通过对维生素D缺乏小鼠子宫组织进行全转录组分析,寻找潜在差异表达miRNA及相关调控网络。方法:取雌性C57BL/6J小鼠18只随机分为2组,维生素D缺乏组给予维生素D缺乏饲料喂养,正常对照组给予维生素D充足饲料喂养,每周记录小鼠体质量。8周后检测小鼠血清中25,(OH)D₃和激素水平,对小鼠子宫组织进行苏木精-伊红染色并收集两组子宫组织进行转录组测序,进行基因本体、京都基因与基因组百科全书生物信息学分析。结果与结论:(1)两组小鼠间体质量无明显差异;与正常对照组相比,维生素D缺乏组小鼠血清25,(OH)D₃、雌二醇水平显著降低,睾酮水平显著升高;(2)子宫组织苏木精-伊红染色结果显示,维生素D缺乏组子宫内膜皱褶减少;(3)转录组测序结果共筛选出差异表达的miRNA25个,其中上调9个(如miR-541-5p和miR-205-5p),下调16个(如miR-378d和miR-708-5p);(4)同时维生素D...     

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1 464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17 380种、20个主成分、9种细胞类型、1 886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...     

单细胞转录组测序在中枢神经系统研究中的应用

大脑细胞类型的复杂性众所周知,只有对中枢神经系统组织中各种成分和细胞类型的相互作用进行彻底了解,才能更好地理解中枢神经系统的生理功能与病理状态.现有细胞分类方式在标记的选择上限制了细胞类型的分辨率,难以体现中枢神经系统的异质性.单细胞转录组测序技术通过无偏见的获取单细胞使得组织异质性得到最大程度的体现.本文将对单细胞转...     

基于转录组测序技术的猪苓多糖诱导巨噬细胞生长形态变化分析

目的:基于转录组测序（RNA-Seq）技术探讨猪苓多糖改变人原代巨噬细胞生长形态的可能分子机制。方法:通过提取粗多糖并进行分离和纯化得到猪苓多糖。Ficoll法分离新生儿脐带血来源的外周血单个核细胞（PBMC）,并通过CD14磁珠分选及重组人巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）诱导人巨噬细胞,连续5 d观察100 ng/...     

应用转录组和外显子组测序分析不同年龄组的胶质母细胞瘤中基因表达与突变的差异

目的 探讨通过转录组和外显子组测序分析不同年龄组的胶质母细胞瘤的差异。 方法 多形性胶质母细胞瘤（GBM）数据下载自TCGA项目。将样本分为2组,不高于60岁的样本为中低年龄组,共78例;高于60岁的样本为高年龄组,共76例。使用R语言DESeq2软件包对RNA-seq原始基因水平的reads数目数据进行差异表达分析。使用Cytoscape插件ClueGO进行不同年龄组别差异表达基因功能富集分析。 结果 GBM致病基因在两组之间大部分基因表达趋势一致,但存在差异基因。在中低龄组中差异基因主要和神经前体细胞增殖相关,而高年龄组偏重于代谢方面。在两组中高突变的基因有很多重叠。样本突变率不同的基因主要为中低年龄组特有,且具有高样本突变率的基因。 结论 中低年龄组和高龄组GBM患者在基因表达和基因突变上存在明显差异。     

高原低氧对大鼠心肺组织超微结构的影响

背景：研究表明快速进入高原地区时,机体不可避免地会受到不同程度的损伤,以心肺损伤较显著。 目的：观察低氧习服对高原低氧大鼠心肺组织的超微结构影响。 方法：将SD大鼠分别为进行高原低氧干预1,3和30 d,并设置对照组。3个高原低氧组由海拔5 m的西安途中耗时1 d带到海拔2 700 m的青海格尔木地区、途中耗时3,30 d分别带到海拔4 500 m的西藏那曲地区,观察各时间点心肺标本的组织学变化。 结果与结论：急性高原低氧1,3 d组肺组织显微和超微结构出现明显的间质性肺水肿和肺泡性肺水肿,其心脏组织光镜下大鼠各室壁心肌细胞均可见不同程度的浊肿、空泡变性、溶解坏死及间质水肿等,电镜下可见心肌细胞线粒体肿胀,肌浆网扩张,肌原纤维溶解,细胞内外水肿等,急性高原低氧3 d上述改变右室壁较左室壁明显,而低氧习服后高原低氧30 d组间质性水肿和则肺水肿明显减轻。结果证实,高原急性缺氧可造成大鼠间质性肺水肿和肺泡型肺水肿,并引起以右心室为主的全心性损伤,经过高原低氧习服后心肺组织病变明显减轻。     

基于单细胞转录组测序分析人肋来源软骨细胞的异质性

背景:肋软骨是人体组织中一类重要的软骨来源,常作为软骨自体移植和组织工程构建的种子细胞来源。单细胞测序是分析细胞异质性的强大工具,可针对肋软骨细胞进行细胞异质性的深入研究。目的:通过单细胞转录组测序分析人肋软骨组织细胞分群情况,以及每个细胞亚群参与的生物学过程。方法:临床获取1例31岁小耳重建手术后废弃的肋软骨组织制成原代细胞悬液,经10X Genomics平台进行单细胞分离,使用Gel Bead Kit V3构建单细胞RNA-seq文库,Illumina Novaseq6000测序仪对文库进行测序,并利用主成分分析和T分布随机邻域嵌入进行降维,获得4个亚群细胞,进而获得不同亚群细胞的标记基因,再对每个细胞亚群的标记基因进行GO和KEGG分析,分析这些基因可能参与的生物学过程。结果与结论:测序共获取6 634个细胞,符合质控标准。将肋软骨细胞划分为4个细胞亚群,分别为以COL10A1、S100A2为标记基因的肥大软骨细胞群;以BMP2、COL2A1为标记基因的软骨细胞群;以FOS、JUN为标记基因的增殖性细胞群;以MYLK、CD146为标记基因的干细胞群。将肋软骨细胞进一步划分细胞亚群...     

鉴定顺铂对人肝癌细胞系转录物组的影响

目的 通过不同浓度顺铂(CDDP)处理人肝癌细胞系并进行转录物组测序分析,旨在揭示顺铂处理对肝癌细胞转录水平的影响。方法 使用终浓度为0、20、50、100和200μmol/L的顺铂处理肝癌细胞系HepG2、Huh7 12 h后进行细胞活性检测、免疫荧光和转录物组测序(RNA-seq),并进行差异表达(DEG)、KEGG及蛋白质相互作用网络分析。结果 顺铂处理后HepG2、Huh7细胞活性下降,且DNA损伤增多,不同顺铂浓度处理下两种细胞系中共同上调的基因共有59个,共同下调的基因有81个。共同上调的基因主要富集在肿瘤发生发展相关通路,共同下调的81个基因主要富集在Rap1信号通路、Ras信号通路、调控干细胞多能性的信号通路、轴突的指导和黏附连接等相关通路。分析共同上下调基因的蛋白质相互作用网络中关键节点的生存预后,Jun原癌基因,AP-1转录因子(JUN)的高表达与患者生存期的延长呈显著相关,生长停滞DNA损伤可诱导蛋白α(GADD45A)的低表达与患者生存期的延长呈显著相关。结论 揭示了肝癌细胞在顺铂处理下的共性转录物变化。JUN和GADD45A的表达差异可能是耐药机制的关键节点,...     

单细胞转录组数据中dropout的填补方法EI北大核心

单细胞转录组测序(scRNA-seq)可以在单细胞精度下解析组织中细胞的表达特征,使得研究人员能以更高的分辨率定量群体内的细胞异质性,揭示潜在的异质细胞群体和复杂组织的动态。然而scRNA-seq数据中存在的大量技术零值,将对下游的细胞聚类、差异基因、细胞注释、拟时序等分析造成影响,阻碍了对有意义的生物学信号的发现。利用细胞与细胞、基因与基因之间潜在的关联性,通过已观测到的数据来对技术零值进行填补是解决这个问题的主要思路。基于此,本文综述了scRNA-seq数据中填补技术零值的基本方法,并讨论了现有方法的优势和不足,最后对方法的使用和开发进行了推荐和展望。     

基于单细胞转录组测序分析描绘人类早期胚胎红细胞发育图谱

目的 利用单细胞转录组测序(scRNA-seq)在单细胞水平系统描绘人早期红系发育的细胞图谱及分子轨迹。方法 通过对人妊娠第36天CS15后期的胚胎卵黄囊组织scRNA-seq数据进行主成分分析(PCA);聚类分析以及拟时序分析;观察标记基因在不同细胞群体中的表达情况;预测红系细胞发生时间和发育路径。结果 在CS15的卵黄囊的不同细胞群体中,红细胞及其祖细胞、前体细胞等的标记基因存在差异性表达,不同细胞的发生时序不同,且卵黄囊内的红细胞存在一定的异质性。CS15的卵黄囊内存在类型丰富的细胞,可能包括血管内皮细胞、造血前体细胞、粒细胞、不同状态的红细胞以及单核细胞等。结论 推测人早期红系发育路径大致为血管内皮细胞分化产生造血前体细胞,进一步分化成为红髓祖细胞,最终产生巨核细胞和红细胞。     

基于RNA-seq的db/db小鼠大脑皮质的转录组学分析

目的通过对db/db和野生型(WT)小鼠大脑皮质组织全转录组学分析,探索参与调节2型糖尿病诱导的脑功能障碍的差异表达基因(DEGs)及相关通路和网络。方法取雄性野生型WT和db/db小鼠各9只,在第8和24周检测小鼠的体质量和血糖,之后收集动物大脑皮质进行全转录组测序(RNA-seq),并进行DEGs,GO、KEGG及蛋白互作网络分析。结果与WT组相比,db/db组大脑皮质发生变化的306个转录本中有178个表达上调,128个表达下调。DEGs中,43个上调(如Clcnka和Trim17),59个下调(如Arih1和Nectin-3)。蛋白互作网络图中的13个枢纽基因均下调,且大多属于线粒体编码家族。同时,db/db小鼠在多项GO富集类别中具有显著差异,如细胞过程、细胞部分等。此外,KEGG功能富集结果显示DEGs在代谢、帕金森病(PD)、阿尔茨海默病(AD)等相关通路中高度富集,且这些富集通路中的DEGs主要影响了线粒体氧化磷酸化过程。结论揭示了2型糖尿病与中枢神经系统损伤之间的关系及潜在的相关基因、通路及网络。     

转录组测序分析NSD2在骨髓B细胞发育中的作用机制

免疫缺陷主要由免疫细胞发育、分化和功能异常导致。已有研究表明,表观遗传调控对于免疫细胞的正常发育具有重要作用。该研究发现组蛋白甲基转移酶NSD2对于B细胞的发育起着重要的调控作用,并且利用转录组测序找到了调节B细胞发育的重要通路。该研究为免疫缺陷病的治疗提供了新的治疗靶点。     

凋亡相关斑点样蛋白寡聚阻断剂对小鼠脊髓损伤急性期局部基因转录表达影响的转录组分析

背景:炎症小体在脊髓损伤后发挥重要作用,凋亡相关斑点样蛋白是炎症小体的共同接头蛋白。作者前期的研究表明,一种特异性的凋亡相关斑点样蛋白寡聚阻断剂CRID3,可以通过抑制凋亡相关斑点样蛋白寡聚化而抑制炎症小体的活化和相应细胞因子的产生,进而改善损伤脊髓局部微环境,发挥神经保护作用。但是其在转录水平对损伤脊髓的影响尚未见报道。目的:采用转录组测序技术分析CRID3对小鼠脊髓损伤急性期(8 h)局部基因转录表达的影响。方法:共取雌性8周龄C57BL/6小鼠30只,体质量18-20 g,随机分为假手术组和脊髓损伤组,将脊髓损伤后的小鼠分为模型对照组和给药组,给药组术后腹腔注射CRID3(50 mg/kg),对照组只注射等体积的生理盐水。脊髓损伤后8 h,每组各灌注取材3只小鼠,取脊髓冰冻切片进行苏木精-伊红染色,确定损伤模型是否成功。损伤后8 h每组各取3只小鼠,取脊髓提取纯化总RNA,进行文库制备和转录组测序,用DESeq2软件分析3组模型的差异基因表达。同转录组测序,模型对照组和给药组各取6只小鼠脊髓提取纯化总RNA,采用反转录实时定量PCR方法验证转录组测序结果。用GOseq R软件和K...     

单细胞转录组测序在椎间盘退行性变中的应用

背景：经过十余年的发展,单细胞转录组测序技术逐渐成熟,并在最近3年里逐步应用于椎间盘退行性变的研究中。目的：综述近几年单细胞转录组技术在椎间盘退行性变研究中的应用与进展。方法：由第一作者使用计算机检索PubMed,ScienceDirect及Web of Science数据库中相关文献,检索词为“single cell RNA sequencing,intervertebral disc degeneration,nucleus pulposus,annulus fibrosus”。通过阅读筛选出相关性文献,最终纳入58篇文献进行结果分析。结果与结论：单细胞转录组测序技术作为一门新兴技术,已被广泛应用于肿瘤异质性、免疫微环境、胚胎发育、神经科学、细胞分化等领域的研究。最近几年越来越多的学者应用单细胞转录组测序技术研究椎间盘退行性变。这些研究帮助学者们认识到髓核、纤维环复杂的异质性。新发现的髓核亚群可归纳为以下4种：一是在正常髓核组织中占比较多的髓核细胞,通常被命名为“纤维髓核细胞”,其具有多分化能力以保持纤维软骨细胞发育;二是在轻度退变髓核中大量出现的“稳态髓核细胞”,此亚群细胞主要进...     

基于10×Genomics技术对蓖麻毒素中毒后中性粒细胞的转录组分析

目的 探究中性粒细胞在蓖麻毒素(Ricin Toxin,RT)致毒过程中的作用,寻找解毒的有效策略.方法 采用10x Genomics单细胞转录组测序技术对中毒小鼠外周血单个核细胞(PBMCs)进行转录组测序及分析,并通过流式细胞术测定目的细胞亚群.结果 经降维聚类、差异基因、拟时序分析结果显示CD177-CD121b...     

骨髓炎状态下成骨诱导大鼠骨髓间充质干细胞转录组的测序分析

背景：近来发现骨髓炎环境会显著抑制骨髓间充质干细胞的成骨分化能力,进而对骨形成和骨代谢造成影响,但其具体的作用机制尚不十分清楚。目的：通过对葡萄球菌A蛋白作用下诱导成骨分化的大鼠骨髓间充质干细胞进行转录组分析,寻找潜在差异表达长链非编码RNA(lncRNA)及相关调控网络。方法：将大鼠骨髓间充质干细胞分为实验组和对照组,前者在葡萄球菌A蛋白(1μg/mL)模拟的骨髓炎环境下成骨诱导分化7,14 d,后者正常成骨诱导分化7,14 d;通过茜素红染色以及碱性磷酸酶活性检测观察两组细胞成骨诱导分化情况;收集两组细胞进行转录组测序,进行GO、KEGG生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR进一步验证差异表达lncRNA。结果与结论：(1)成骨诱导分化7,14 d,对照组茜素红着色面积均高于实验组,对照组碱性磷酸酶活性明显高于实验组(P <0.01);(2)转录组测序结果显示328个lncRNAs表达差异,其中显著上调的184个,显著下调的144个;(3)基因本体富集分析发现差异表达基因功能主要涉及生物过程、细胞组分以及分子功能,KEGG富集分析发现主要参与的信号转导途径有肿瘤坏死因子信号通...