眼表外胚层与表面外胚层转录组差异分析

作     者：孙露 张灿伟 宋玉雯 李建新 段练 高阳 谢月美 王露萍 党光福 Sun Lu;Zhang Canwei;Song Yuwen;Li Jianxin;Duan Lian;Gao Yang;Xie Yuemei;Wang Luping;Dang Guangfu

作者机构：山东第一医科大学第一附属医院眼科山东省济南市250013 山东第一医科大学山东省济南市250117 中山大学中山眼科中心广东省广州市510000 中国山东省淄博市市立医院眼科255499 首都医科大学附属北京友谊医院眼科北京市100050 

出 版 物：《国际眼科杂志》 (International Eye Science)

年 卷 期：2024年第24卷第5期

页      面：677-685页

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071007[理学-遗传学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.82000853) 山东省自然科学基金资助项目(No.ZR2022MH154) 

主　　题：眼表外胚层 表面外胚层 转录组 差异基因 信号通路 

摘      要：目的:通过RNA-seq分析眼表外胚层(OSE)与表面外胚层(SE)转录组表达差异,揭示OSE转录组景观及转录调控网络。方法:人类胚胎干细胞(hES)被分化成OSE细胞和SE细胞,利用RNA-seq分析了OSE与SE之间差异表达的基因(DEGs)。基于这些差异表达基因,进行基因本体论(GO)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集以及蛋白质-蛋白质交互作用(PPI)网络分析,并筛选出了关键的转录因子(TFs)和枢纽基因。使用NetworkAnalyst平台构建了TF-基因和TF-miRNA调控网络。结果:OSE与SE共筛选出4 182个差异基因,OSE细胞中上调基因2 771个,下调基因1 411个。GO-BP富集分析显示OSE上调基因主要集中在离子跨膜转运的调节、轴突发育、调节化学突触传递等相关生物学进程,下调基因主要富集在核分裂、染色体分离、细胞周期相变的调控等生物学进程;KEGG富集分析显示OSE上调基因主要富集在可卡因成瘾、轴突导向、苯丙胺成瘾等通路,下调基因主要富集于癌症中的蛋白聚糖、ECM-受体相互作用、蛋白质消化和吸收、细胞因子-细胞因子受体相互作用等通路。与SE相比,OSE细胞中有204个TFs(FOS、EGR1、POU5F1、SOX2和PAX6等)上调,80个TFs(HAND2、HOXB6、HOXB5、HOXA5和HOXB8等)下调。在OSE细胞中发现了6个上调和9个下调枢纽基因,并根据这些枢纽基因构建了TF-基因和TF-miRNA调控网络。结论:RNA-seq分析阐明了OSE和SE细胞的转录组特征,这些数据可为OSE及角结膜上皮发育调控及体外定向诱导等研究提供指导。