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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
1
作者 何川 丁洋 万圣云 《安徽医科大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期1068-1075,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 单细胞核转录组测序 多发性大动脉炎 外周血单个核细胞 免疫
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多发性硬化症小胶质细胞转录调控网络分析
2
作者 蔡蔷薇 孙锋 +3 位作者 吴文玉 邵付明 高正良 金盛凯 《上海交通大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第1期29-41,共13页
目的:通过单细胞核转录组分析,探讨多发性硬化症(multiple sclerosis,MS)中小胶质细胞在灰质与白质的基因差异性表达及其在疾病进展中的作用,鉴定疾病相关的关键转录调控网络。方法:从基因表达数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)中获... 目的:通过单细胞核转录组分析,探讨多发性硬化症(multiple sclerosis,MS)中小胶质细胞在灰质与白质的基因差异性表达及其在疾病进展中的作用,鉴定疾病相关的关键转录调控网络。方法:从基因表达数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)中获取MS和对照冷冻人脑组织样本单细胞核转录组测序(single nucleus RNA sequencing,snRNA-seq)数据。使用R软件和Seurat软件等,利用特定的细胞标志物对数据进行细胞类型的鉴定。从鉴定的细胞群中提取小胶质细胞,根据其解剖来源将其分为灰质和白质小胶质细胞;利用降维聚类技术,获得具有差异性的小胶质细胞亚群。使用Seurat分析得到MS组与对照组在亚群层面上的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。对DEGs进行基因本体论(Gene Ontology,GO)分析与京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)分析,进一步探究这些差异的生物学意义。使用Monocle3进行拟时序分析,研究疾病进展中的细胞亚群动态变化。使用单细胞调控网络推理和聚类(single cell regulatory network inference and clustering,SCENIC)方法分析转录因子(transcription factor,TF)调控网络,寻找可能参与MS调控的关键转录调控网络。结果:对数据进行质量控制后共保留了149062个细胞核。对snRNA-seq数据进行降维聚类分析后,以DOCK8、CSF1R、P2RY12、CD74作为小胶质细胞的关键标志物鉴定得到了12238个小胶质细胞。GO和KEGG分析结果表明,灰质小胶质细胞在疾病过程中内吞作用、离子稳态、脂质定位等功能下调,白质小胶质细胞在疾病过程中蛋白质折叠、细胞质翻译、温度刺激响应等功能上调。SCENIC分析显示MS疾病中FLI1、MITF、FOXP1等TF的表达上调。结论:小胶质细胞在MS的发展中具有重要作用,白质小胶质细胞受到MS的影响比灰质小胶质细胞更为明显。FLI1、MITF、FOXP1等是参与MS调控的关键TF,这些转录调控网络在疾病调控中发挥核心作用。 展开更多
关键词 多发性硬化症 小胶质细胞 单细胞核转录组 富集分析 转录调控网络
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基于单细胞核转录组测序分析面肩肱型肌营养不良症中细胞间通讯模式
3
作者 刘思宇 宋涛 尹宁北 《国际生物医学工程杂志》 CAS 2023年第3期212-220,共9页
目的:通过单细胞核转录组测序分析面肩肱型肌营养不良症(FSHD)中细胞间通讯模式。方法:选取2例FSHD患者的双侧不对称病变的口轮匝肌组织和2例正常口轮匝肌组织,共6例样本,分为对照组、轻度组和重度组。对照组为2例健康人的正常肌肉组织... 目的:通过单细胞核转录组测序分析面肩肱型肌营养不良症(FSHD)中细胞间通讯模式。方法:选取2例FSHD患者的双侧不对称病变的口轮匝肌组织和2例正常口轮匝肌组织,共6例样本,分为对照组、轻度组和重度组。对照组为2例健康人的正常肌肉组织,轻度组和重度组分别为FSHD患者相对正常和损伤较重的一侧肌肉组织。对3组样本的全部细胞进行单细胞核转录组测序,鉴定差异表达基因和富集通路,并通过细胞通讯分析主要细胞类型间的细胞间通讯模式以及关键信号通路。结果:FSHD患者双侧肌肉样本的差异基因表达分析共鉴定了不同细胞类型中与疾病相关的46个功能性差异表达基因,与细胞凋亡、氧化应激、免疫炎症和肌肉功能等相关。FSHD重度组的细胞间通讯普遍增加。纤维/脂肪祖细胞(FAPs)和巨噬细胞是FSHD异常肌肉微环境中的重要信号来源,与疾病进展密切相关。FSHD组中存在6条独有信号通路:骨形态发生蛋白(BMP)、转化生长因子-β(TGF-β)、CXC基序趋化因子配体(CXCL)、黏附G蛋白偶联受体E5(ADGRE5)、白细胞介素-16(IL-16)和无翅型MMTV整合位点家族(WNT)信号通路,这些信号通路主要涉及巨噬细胞、FAPs和脂肪细胞间的相互作用,可能参与调控病变肌肉的脂肪沉积和纤维化改变。结论:单细胞核转录组测序提供了FSHD关键细胞类型间较为全面的细胞间通讯模式,为理解FSHD肌肉微环境的细胞间调控机制提供参考。 展开更多
关键词 单细胞核转录组测序 面肩肱型肌营养不良症 细胞间通讯模式
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基于单细胞核转录组测序技术研究人肢体静脉畸形内皮细胞关键基因RhoJ的作用
4
作者 朱高赞 林俊杰 +6 位作者 张媚娟 阚玫麟 焦文婷 乔军波 王雯秋 方斌 陈长宽 《中华整形外科杂志》 2025年第2期144-157,共14页
目的利用单细胞核转录组测序(snRNA-seq)技术研究人肢体静脉畸形(VMs)组织中的主要细胞亚群及其关键基因RhoJ的作用。方法收集2021年1月至2023年12月郑州大学第三附属医院血管瘤外科经临床确诊且符合筛选标准的100例肢体VMs患者手术切除... 目的利用单细胞核转录组测序(snRNA-seq)技术研究人肢体静脉畸形(VMs)组织中的主要细胞亚群及其关键基因RhoJ的作用。方法收集2021年1月至2023年12月郑州大学第三附属医院血管瘤外科经临床确诊且符合筛选标准的100例肢体VMs患者手术切除的VMs组织及其周围正常静脉组织标本。(1)转录组分析:经随机数法选择3例患者的标本进行snRNA-seq研究,将术中切除的VMs组织作为实验组,周围正常静脉组织作为对照组。建立细胞核的基因表达矩阵,并进行数据质控、降维、聚类和细胞类型注释。利用R语言CellChat包进行细胞间通信分析,识别主导细胞亚群,利用FindMarkers函数筛选实验组与对照组主导细胞亚群的差异表达基因(DEGs),并进行功能富集分析。(2)组织实验:采用随机数法另选择35例患者的实验组和对照组样本,以实时定量PCR(RT-qPCR)和蛋白质印迹法分别检测RhoJ基因的mRNA和蛋白表达水平。(3)人脐静脉内皮细胞(HUVECs)验证实验:分别将pcDNA3.1-NC(空白对照)、pcDNA3.1-RhoJ(携带RhoJ基因的质粒表达载体)转染HUVECs,以CCK-8细胞增殖实验、Transwell侵袭实验、Matrigel血管形成实验检测2组细胞的生物学行为差异。符合正态分布的计量资料以±s表示,2组间比较采用独立样本t检验。结果通过CellChat细胞间通信分析发现,内皮细胞在实验组和对照组中均为主导细胞亚群,其与其他细胞亚群存在紧密通信联系。在DEGs分析中发现,内皮细胞中RhoJ基因深度参与血管生成、调控的生物学过程。在组织实验研究中,RT-qPCR和蛋白质印迹结果显示,实验组的RhoJ mRNA相对表达量(4.48±1.29比1.01±0.17)和蛋白相对表达量(1.22±0.03比0.51±0.20)均明显高于对照组,差异有统计学意义(P均<0.01)。HUVECs验证实验的结果显示,pcDNA3.1-RhoJ组的细胞增殖、侵袭、血管生成能力均较pcDNA3.1-NC组明显增强。结论内皮细胞是VMs发生和局部侵袭性进展过程中的主导细胞亚群,在VMs的发生与局部侵袭性进展过程中扮演关键角色。RhoJ基因在VMs内皮细胞生物学行为中起到重要作用。 展开更多
关键词 血管畸形 静脉畸形 单细胞核转录组测序 内皮细胞 血管调控 局部侵袭性
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病毒和病毒病转录组学方法与应用
5
作者 伍智勇 徐孟 +3 位作者 贾李佳 曹影 刘翟 刘海舟 《中华实验和临床病毒学杂志》 CAS CSCD 2022年第3期346-353,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 病毒 宏转录组 细胞群转录组 单细胞转录组 单细胞核转录组 空间转录组
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基于单细胞核测序的共表达网络分析人静脉畸形发生与侵袭相关的内皮细胞关键基因
6
作者 刘文博 林俊杰 +7 位作者 张媚娟 苑春杰 冯小娟 焦文婷 乔军波 王雯秋 方斌 陈长宽 《中华预防医学杂志》 2025年第4期458-467,共10页
目的利用生物信息学分析筛选内皮细胞(endothelial cell,EC)中与人静脉畸形(venous malformations,VMs)发生、侵袭相关的关键基因,为VMs早期筛查和靶向干预提供依据。方法采用病例对照研究方法,收集2021年9月至2023年9月郑州大学第三附... 目的利用生物信息学分析筛选内皮细胞(endothelial cell,EC)中与人静脉畸形(venous malformations,VMs)发生、侵袭相关的关键基因,为VMs早期筛查和靶向干预提供依据。方法采用病例对照研究方法,收集2021年9月至2023年9月郑州大学第三附属医院VMs患者术中切除的组织标本,其中畸形静脉组织为实验组,切缘远端正常的静脉组织为对照组。纳入4例VMs患者(包含每例的实验组与对照组)进行单细胞核测序(single-nucleus RNA sequencing,snRNA-seq),通过高维加权基因共表达网络分析(high-dimensional weighted gene correlation network analysis,hdWGCNA),结合基因本体论(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)及蛋白质-蛋白质互作网络(protein-protein interaction,PPI)筛选关键基因。另纳入15例VMs患者(包含每例的实验组与对照组),通过实时荧光定量聚合酶链反应(reverse transcription quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)、免疫组织化学、蛋白质印迹法(Western blot)对关键基因进行验证。结果snRNA-seq共捕获55430个细胞核,其中实验组30391个,对照组25039个,聚类分析得到22个细胞群,注释为8种细胞类型。hdWGCNA筛选出4个侵袭相关模块,GO分析显示富集于血管生成、整合素信号和细胞黏附;KEGG提示PI3K-AKT与局部黏附为核心通路。PPI网络联合cytoscape分析鉴定出EGFL7、TEK、FLT1为关键基因。据RT-qPCR结果,实验组中3个关键基因的mRNA相对表达量(6.66±2.31、1.86±0.62、3.49±0.58)明显高于对照组(1.05±0.14、1.00±0.14、1.06±0.25),差异均有统计学意义(t=9.37、4.27、11.20,P<0.05);据免疫组织化学结果,实验组胞质中3个关键基因的蛋白相对表达量(0.84±0.15、0.68±0.14、0.85±0.12)明显高于对照组(0.19±0.05、0.23±0.06、0.30±0.05),差异均有统计学意义(t=16.62、5.93、11.68,P<0.05);据Western blot结果,实验组3个关键基因蛋白相对表达量(0.35±0.04、0.36±0.09、0.31±0.04)明显高于对照组(0.19±0.01、0.13±0.02、0.14±0.04),差异均有统计学意义(t=7.05、4.61、5.93,P<0.05)。结论EC中EGFL7、FLT1、TEK可能与VMs发生、侵袭有关。 展开更多
关键词 静脉畸形 单细胞核转录组测序 高维加权基因共表达网络分析 关键基因
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