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【多组学联合】一文带您相识转录组/卵白组+代谢组在医学研究中的联合剖析战略

时间:2024-03-28 热度:
由于疾病的发病机理及病程生长极其重大,,基因变异、表观遗传的改变、基因表达水平、翻译后修饰、代谢结构等的异常,,等诸多因素都在影响着生命体特征的改变。。。简单组学的研究只能识别简单的转变,,不可发明导致转变的缘故原由,,也无法研究重大生物历程的相互联系。。。而差别组学的联合剖析,,不但可以相互验证,,并且可以系统周全地剖析分子功效和调控机制,,用于多条理、多角度地剖析致病机理及寻找治疗靶点。。。

基于此,,接下来分享三篇医学领域的转录组/卵白组+代谢组研究案例,,带您一览组学联合的常见剖析战略~

【研究案例1】 行列研究---研究展现阿尔茨海默病的疾病希望和异质性
 
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问题:Unified epigenomic, transcriptomic, proteomic, and metabolomic taxonomy of Alzheimer’s disease progression and heterogeneity

期刊:SCIENCE ADVANCES

影响因子:13.6/Q1

组学手艺:表观组、转录组、卵白组、代谢组


 
研究配景
 

该研究剖析了822例死后脑组织和1041例血液样本的DNA 甲基化、RNA seq、卵白质组、代谢组和神经病理学数据,,应用了一种新颖的交织验证机械学习算法剖析了迟发性 AD 中神经退行性希望和异质性背后的多模式分子重构。。。
 

手艺蹊径
 
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效果展示
 
 
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研究结论
 
 
1)对脑组织的多组学数据接纳了一种新颖的交织验证机械学习算法,,将其分为3个疾病亚型(ROSMAP):AD sub1、 AD sub2、 AD sub3;;;;;;

2)发明代谢(胰岛素、瘦素等卵白;;;;;;基因HMG20A)、免疫浸润(卵白MCP2)、免疫反应(卵白PARC)、抗氧化信号(基因KIAA0319和代谢物a-tocopherol)、卵白裂解(代谢物asparagine)等这些生物学历程中的作用因子在AD希望中施展着要害作用;;;;;;

3)剖析脑组织和血液样本的组学相似性,,发明了跨组织的信号通路,,如白介素信号转导通路、CCKR通路和WNT通路等。。。
 

【研究案例2】 机制研究---展现小胶质细胞能量欠缺增添阿尔茨海默病危害的作用机理
 
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问题:TREM2 Maintains Microglial Metabolic Fitness in Alzheimer’s Disease

期刊:cell

影响因子:64.5 /Q1

组学手艺:转录组、代谢组
 
研究配景
 

在小鼠中证实TREM2基因爆发高危害突变会导致小胶质细胞缺乏能量。。。当小胶质细胞缺乏能量时,,它们不可够阻止神经元爆发有害的斑块。。。研究批注给大脑中的整理雄师(即小胶质细胞群体)提供能量,,可能会降低神经损伤和阻止AD患者履历的影象损失和意识杂乱。。。

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研究结论
 

1)TREM2基因爆发高危害突变会导致扫除大脑中碎片的小胶质细胞缺乏能量,,当小胶质细胞缺乏能量时,,它们不可够阻止神经元爆发有害的斑块;;;;;;

2)正常的小胶质细胞困绕着这些Aβ斑块,,阻止受损区域增添。。。缺乏TREM2的小鼠的小胶质细胞允许这些斑块扩散,,从而越发普遍地破损神经元;;;;;;

3)给缺乏TREM2的小鼠喂食环肌酸(cyclocreatine),,可诱导小胶质细胞困绕有害斑块,,进而使神经元损伤显著镌汰。。。
 

【研究案例3】 组学剖析---展现阿尔茨海默病病理生长历程中的性别差别


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问题:Insulin and serine metabolism as sex-specific hallmarks of Alzheimer’s disease in the human hippocampus

期刊:Cell Reports

影响因子:9.8 /Q1

组学手艺:卵白组、代谢组

 
研究配景

阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病,,严重威胁着人类康健,,性别与AD发病危害亲近相关,,女性AD发病率显著高于同龄男性。。。该研究借助卵白组和代谢组来剖析AD病剃头生中的性别差别。。。
 
手艺蹊径
 
 
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研究结论

1)通过卵白组和代谢组在人海马组织中发明了性别特异的AD靶标;;;;;;

2)在女性海马组织中,,D-Ser/total Ser 比率显著增添,,且胰岛素信号通路激活表达;;;;;;

3)AD患者中D-Asp 和 L-Asp等卵白转变与性别无显著关联关系。。。

 
联合剖析战略小结

转录组/卵白组+代谢联合剖析战略包括:

(1)代谢物和编码代谢物的上游基因/卵白的表达一致性剖析,,从而剖析代谢物编码基因/卵白对下游代谢物的影响;;;;;;

(2)转录/卵白和代谢物的表达相关性剖析,,从而展现mRNA和代谢物在表达水平上的相关性,,从而反应其在生物学历程或疾病历程中施展的协同或者抑制作用;;;;;;

(3)剖析差别作用因子(如基因、卵白、代谢物)在某一特定代谢通路中的上下游调控关系,,展现该代谢通路在疾病历程中的调控作用,,从而锁定与疾病显著相关的代谢历程。。。

(4)多因子(如基因、卵白、代谢物)的分子靶标筛选,,多条理、多角度地剖析致病机理及寻找治疗靶点。。。

 
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