kostní dřeně transcriptome

Transcriptome analýza kostní dřeně mohou být zobrazeny s ohledem na specifičnost a distribuce transkribované mRNA molekuly (Obrázek 1). Specificita ilustruje počet genů se zvýšenou nebo nezvýšenou expresí v kostní dřeni ve srovnání s jinými tkáněmi., Zvýšená exprese zahrnuje tři podkategorie typy zvýšené výraz:

• Tkáně obohacené: nejméně čtyřnásobně vyšší úrovni mRNA v kostní dřeni ve srovnání s jinými tkáněmi.obohacená skupina
• : nejméně čtyřnásobně vyšší průměrná hladina mRNA ve skupině 2-5 tkání ve srovnání s jakoukoli jinou tkání.
• zvýšení tkáně: nejméně čtyřnásobně vyšší hladina mRNA v kostní dřeni ve srovnání s průměrnou hladinou ve všech ostatních tkáních.,

distribuce na druhé straně vizualizuje, kolik genů, které mají nebo nemají detekovatelné hladiny (NX≥1) transkribovaných molekul mRNA v kostní dřeni ve srovnání s jinými tkáněmi. Jak je zřejmé z Tabulky 1, všechny geny zvýšené v kostní dřeni jsou rozděleny do kategorií jako:

• Zjištěny v jediném: Zjištěn v jediném tkáně
• Zjištěny v některých: Zjištěn ve více než jeden, ale méně než jedna třetina z tkání
• Detekovány v mnoha: Detekována v minimálně třetí, ale ne všechny tkáně
• Detekována ve všech: Zjištěna ve všech tkáních

Obrázek 1. A) rozdělení všech genů do pěti kategorií na základě transkripční specificity v kostní dřeni i ve všech ostatních tkáních. B) rozdělení všech genů do šesti kategorií na základě detekce přepisu (NX?1) v kostní dřeni, stejně jako ve všech ostatních tkáních.

jak je znázorněno na obrázku 1, 534 geny vykazují určitou úroveň zvýšené exprese v kostní dřeni ve srovnání s jinými tkáněmi., Tři kategorie genů se zvýšenou expresí v kostní dřeni ve srovnání s jinými orgány jsou uvedeny v tabulce 1. V tabulce 2 je definováno 12 genů s nejvyšším obohacením v kostní dřeni.

Tabulka 1. Počet genů v rozdělených kategoriích zvýšené exprese v kostní dřeni.,div id=“e942bc20a8″>53

72 10 135 Tissue enhanced 7 83 181 99 370 Total 9 150 262 113 534

Table 2., 12 genů s nejvyšší úrovní obohacené exprese v kostní dřeni. „Tkáňová distribuce“ popisuje detekci přepisu (NX?1) v kostní dřeni, stejně jako ve všech ostatních tkáních. „mRNA (tkáň)“ ukazuje úroveň přepisu v kostní dřeni jako hodnoty NX. „Skóre tkáňové specificity (TS)“ odpovídá změně záhybu mezi úrovní exprese v kostní dřeni a tkání s druhou nejvyšší úrovní exprese.,

Gene	Description	Tissue distribution	mRNA (tissue)	Tissue specificity score
CTSG	cathepsin G	Detected in many	450.3	19
OR10Z1	olfactory receptor family 10 subfamily Z member 1	Detected in single	12.,1	17
DEFA1B	defensin alpha 1B	Detected in some	734.0	15
MPO	myeloperoxidase	Detected in some	315.2	15
GYPA	glycophorin A (MNS blood group)	Detected in some	56.,9	9
RHAG	Rh associated glycoprotein	Detected in many	54.1	9
ELANE	elastase, neutrophil expressed	Detected in many	244.3	8
HBB	hemoglobin subunit beta	Detected in all	3646.,7	7
DEFA1	defensin alpha 1	Detected in some	825.5	7
DEFA4	defensin alpha 4	Detected in some	245.5	7
AZU1	azurocidin 1	Detected in some	238.2	7
HBD	hemoglobin subunit delta	Detected in many	233.,7	7

Proteinové exprese genů zvýšené v kostní dřeni

In-hloubkové analýzy zvýšené geny v kostní dřeni pomocí protilátek-na základě proteinové profilování nám umožnilo vizualizaci exprese vzory těchto proteinů.

seznam zvýšené geny (n=534) je v souladu s funkcí kostní dřeně, protože to obsahuje nepoměrně vysoké zastoupení bílkovin spojené s imunitní reakce, migrace leukocytů a dýchání., Mezi geny s nejvyšší úrovní obohacený výraz v kostní dřeni (Tabulka 2), pět kódují proteiny se známou funkcí neutrofilů a monocytů (AZU1, CTSG, DEFA4, ELANE a MPO). Další dva zvýšené bílkoviny jsou kódovány v lymfocytech (DEFA1, DEFA1B) a čtyři geny kódují proteiny pro erytrocyt funkce (HBB, HBD; oba hemoglobinové proteiny, GYPA, integrální membránový protein a RHAG, myslel být součástí membránový kanál, který transportuje amoniak a oxid uhličitý)., Jak neutrofily, tak erytrocyty dosahují zralosti v kostní dřeni a uvolňují se do krevního řečiště jako efektorové buňky vybavené potřebnými bílkovinami pro své specializované funkce. V důsledku toho dochází k vysoké úrovni transkripce odpovídajících genů v kostní dřeni, což vysvětluje jejich vysoké skóre TS, které je vidět v tabulce 2.

Proteiny s obohaceným výraz v granulocyty

Kromě krvetvorné buňky a trombocyty, polymorfonukleární leukocyty buňky, zejména buňky neutrofilní linie, tvoří většinu krvetvorných buněk v kostní dřeni., CTSG (katepsin G) a DEFA4 (Defensin alfa 4) jsou dva ze zvýšených genů v kostní dřeni. Je známo, že jsou vyjádřeny v neutrofilech a podílejí se na obraně proti bakteriím. PRTN3 (Proteináza-3), neutrofilní serinová proteáza (NSP) se liší od ostatních dvou NSP (CTSG a ELANE) z hlediska funkce. Příkladem je, že proteináza-3 také působí jako regulátor zpětné vazby v myeloidní diferenciaci. Proteinové profily pro CTSG, PRTN3 a DEFA4 vykazují silné zbarvení granulocytů.,

CTSG
PRTN3
DEFA4

Proteiny s obohaceným výraz v monocyty

granulocytární žírných buněk a agranulocytic makrofágy jsou přítomny v nižší čísla než neutrofilů v kostní dřeni. MCEMP1, poměrně uncharacterized gen zjištěno, kódovat single-pass transmembránový protein vyjádřené v lidských žírných buněk, zobrazí skupiny obohacený výraz v kostní dřeni, spolu s plic a dodatku. RNA-seq dat je podporován imunohistochemie, s pozitivitou v podmnožiny buněk v kostní dřeni a dodatek, stejně jako v alveolární makrofágy v plicích.,

MCEMP1 – kostní dřeň
MCEMP1 – plic
MCEMP1 – dodatek

Genové exprese sdílené mezi kostní dřeně a jiných tkání

Tam jsou 135 skupina obohacen geny vyjádřené v kostní dřeni. Geny obohacené o skupinu jsou definovány jako geny vykazující 4-násobně vyšší průměrnou úroveň exprese mRNA ve skupině 2-5 tkání, včetně kostní dřeně, ve srovnání se všemi ostatními tkáněmi.,

pro ilustraci vztahu kostní dřeně tkáně do jiných tkání, typy, síť, plot byl vytvořen, který zobrazuje počet genů se společnou expresi mezi různými typy tkání.

Obrázek 2. Interaktivní síťová zápletka obohacených a skupinových genů obohacených o kostní dřeň spojená s jejich příslušnými obohacenými tkáněmi (šedé kruhy). Červené uzly představují počet genů obohacených o kostní dřeň a oranžové uzly představují počet genů, které jsou obohaceny o skupinu., Velikost červených a oranžových uzlů souvisí s počtem genů zobrazených v uzlu. Každý uzel je klikací a má za následek seznam všech obohacených genů spojených se zvýrazněnými okraji. Síť je omezena na geny obohacené o skupinu v kombinacích až 3 tkání, ale výsledné seznamy ukazují kompletní sadu genů obohacených skupinou v konkrétní tkáni.,

Mezi skupinu obohacen geny v kostní dřeni jsme našli dva geny, S100A12 (S100 vápník vázající protein A12) a IGLL1 (Imunoglobulinu lambda jako polypeptid 1) zobrazení obohacené výraz v lymfoidní tkáně a varlat, respektive. S100A12 je poměrně dobře charakterizován vápník vázající prozánětlivých proteinů konstitutivně exprimovaných v obou neutrofily a makrofágy, a secernovaný aktivovanými neutrofily., Imunohistochemické barvení s100a12 je v souladu s údaji a literaturou RNA-seq, které vykazují silnou pozitivitu v kostní dřeni a periferních lymfoidních tkáních.

S100A12 – kostní dřeň
S100A12 – slezina

IGLL1 je méně známý gen, který se zdá kódují protein, vyjádřené v pre-B-buňky a pro-B-buňky. Imunohistochemie zobrazuje cytoplazmatické barvení v kostní dřeni a varlatech, které je podporováno daty RNA-seq.,

IGLL1 – kostní dřeň
IGLL1 – varlat

hlavní funkce kostní dřeně jsou pro udržení konstantní úrovně různých typů krevních buněk v periferní krvi, tj. produkci erytrocytů, leukocytů a trombocytů. Kostní dřeň také přispívá k degradaci starých erytrocytů spolu s játry a slezinou.

Kostní dřeně histologie

Kostní dřeně je rozdělen do červené a žluté regiony, způsobené převahou buď krvetvorných-bohaté (červená) nebo tukové bohaté (žlutá) tkáně., Červená dřeň se skládá z vysoce prokrvené stromální sítě obsahující pluripotentní a spáchal kmenové buňky všech krvetvorných linií, tj. erytrocyty, leukocyty, trombocyty. Zatímco erytrocyty a leukocyty se vyvíjejí ze stádií prekurzorů, trombocyty, fragmenty malých krevních buněk podílející se na srážení, pocházejí z obrovských buněk dřeně nazývaných megakaryocyty. Naproti tomu žlutá dřeň obsahuje mezenchymální kmenové buňky, které se diferencují na několik stromálních linií, jako jsou chondrocyty, osteoblasty, fibroblasty a adipocyty.,

při narození a až do věku sedmi let je veškerá lidská dřeň červená, protože potřeba nové tvorby krve je vysoká. Tuková tkáň postupně nahradí červené kostní dřeně, což u dospělých se vyskytuje hlavně v plochých kostech, jako jsou obratle, kyčle, hrudní kosti a lebky, stejně jako v epifyzárních koncích dlouhé kosti paží a nohou.

obrázek 3. Schematický pohled na tkáň kostní dřeně. Autor: Mysid, via Wikimedia Commons., Zdroj

histologii lidské kostní dřeně včetně podrobných obrázků a informací si můžete prohlédnout v histologickém slovníku proteinového Atlasu.

Pozadí

protein-kódujících genů, vyjádřené v kostní dřeni jsou popsány a charakterizovány, společně s příklady z immunohistochemically obarvené řezy tkání, které vizualizovat odpovídající proteinové exprese vzory geny se zvýšenou expresí v kostní dřeni.,

Přepis profilování je založeno na kombinaci tří transcriptomics datových souborů (HPA, GTEx a FANTOM5, což odpovídá celkem 483 vzorků z 37 různých normální lidské typy tkání. Konečná shoda normalizované exprese (NX) hodnoty pro každý typ tkáně byl použit pro klasifikaci všech genů podle tkáně, specifické vyjádření do dvou různých kategorií, na základě specifičnosti nebo distribuce.

relevantní odkazy a publikace

Uhlén m et al., Tkáňová mapa lidského proteomu. Věda (2015)
PubMed: 25613900 DOI: 10.,1126 / věda.1260419
Yu NY et al., Doplňování tkáňové charakterizace integrací transkriptomového profilování z atlasu lidských bílkovin a z konsorcia FANTOM5. Nukleové Kyseliny Res. (2015)
PubMed: 26117540 DOI: 10.1093/nar/gkv608
Fagerberg L et al., Analýza exprese specifické pro lidské tkáně genomovou integrací transkriptomiky a proteomiky založené na protilátkách. Proteomika Buněk Mol. (2014)
PubMed: 24309898 DOI: 10.1074/mcp.M113. 035600
Andersson s et al., Transkriptomické a proteomické krajiny kostní dřeně a sekundárních lymfoidních tkání. PLoS Jedna., (2014)
PubMed: 25541736 DOI: 10.1371/journal.pone.0115911

histologický slovník-kostní dřeň