检索结果-内蒙古大学图书馆

上海交通大学学报(医学版) 2025年第1期45卷 29-41页

作者：蔡蔷薇孙锋吴文玉邵付明高正良金盛凯上海大学医学院上海大学附属南通医院老年医学研究院南通201613 海军军医大学附属公利医院麻醉科上海200135 上海大学医学院中日友好医学研究所上海200444 同济大学医学院上海市养志康复医院基础研究中心上海200065

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... 详细信息

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。

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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单细胞核转录组数据分析流程的构建及在新长非编码基因鉴定上的应用

单细胞核转录组数据分析流程的构建及在新长非编码基因鉴定上的应...

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作者：潘涛涛中国科学院大学

学位级别：硕士

高通量测序技术以及单细胞核转录组测序技术的发展使得从单细胞水平研究冻存组织以及其他难以分离成单个完整细胞的样品成为可能。与全细胞转录组相比，细胞核转录组具有以下三点不同:(1)初始转录本比例高，导致测序序列与参考基因组比... 详细信息

高通量测序技术以及单细胞核转录组测序技术的发展使得从单细胞水平研究冻存组织以及其他难以分离成单个完整细胞的样品成为可能。与全细胞转录组相比，细胞核转录组具有以下三点不同:(1)初始转录本比例高，导致测序序列与参考基因组比对时，比对到内含子区域的比例较高;(2)转录本总量少，导致基因表达丢失值的出现频率更高;(3)存在大量在细胞核内起调控作用的长非编码RNA。　　然而，在单细胞核转录组数据分析上，研究人员仍在沿用常规的单细胞转录组数据分析流程，由于细胞核转录组初始转录本比例高、转录本总量少并且存在大量长非编码RNA等问题导致定量结果不准确，数据挖掘不充分。目前，还没有一个公开发表的基于细胞核特征的单细胞核转录组数据分析流程可供研究人员使用。　　为了解决这些问题，本研究开发了一个新的单细胞核转录组数据分析流程，主要包括mRNA分析和长非编码RNA分析两部分内容。该流程主要在以下三个方面对常规的单细胞转录组数据分析流程进行了提升:(1)对基因表达进行定量时，通过构建包含内含子的初始转录本注释文件，使得检测到的基因数显著增加;(2)在细胞类型鉴定前，可以选择性地恢复基因表达丢失值，使得表达矩阵更加准确;(3)可以鉴定到基因组未注释的新长非编码基因。　　本研究应用食蟹猴大脑皮层单细胞核转录组数据集来重点评估了该流程的三个方面，并发现食蟹猴大脑皮层存在大量此前未被报道的长非编码基因，主要结果如下:(1)在考虑内含子区域比对后，基因检测数明显上升，细胞类型的鉴定精度得到提高;(2)在基于单细胞核转录组数据的恢复基因表达丢失值的软件评估中，发现:DrImpute和RESCUE等方法可以在一定程度上改善聚类图的可视化，降低基因表达丢失值带来的影响;(3)在食蟹猴大脑皮层950个细胞核的转录组数据集中，共鉴定到15807个位于基因间区的新长非编码RNA(long intergenic non-coding RNA，lincRNA)基因;lincRNA基因表达水平（平均每个细胞核的读长数为5.70）整体上低于蛋白编码基因(平均每个细胞核的读长数为43.49)，但是在某些细胞核中，lincRNA基因的表达水平却高于蛋白编码基因，尤其是神经细胞;不同细胞类型间存在不同的lincRNA基因表达模式，并且有些差异表达的lincRNA基因及其邻近蛋白编码基因之间存在共表达模式。　　综上，针对细胞核转录组的特点，本研究搭建了一个新的单细胞核转录组数据分析流程，优化了测序序列与参考基因组比对以及数据预处理环节的分析手段，并提出了鉴定细胞核内新长非编码基因的策略，为以后的单细胞核转录组数据分析流程的标准化奠定了基础，对单细胞核转录组学研究具有推动作用。

关键词：长链非编码核糖核苷酸基因鉴定单细胞核转录组数据分析流程优化

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病毒和病毒病转录组学方法与应用

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中华实验和临床病毒学杂志 2022年第3期36卷 346-353页

作者：伍智勇徐孟贾李佳曹影刘翟刘海舟中国科学院武汉病毒研究所微生物资源与生物信息研究中心武汉430071 中国科学院大学存济医学院北京100049 广西大学动物科学技术学院南宁530004

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... 详细信息

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。

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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