knoglemarven transkriptom

Transkriptom-analyse af knoglemarven kan visualiseres med hensyn til specificitet og distribution af transskriberede mRNA-molekyler (Figur 1). Specificitet illustrerer antallet af gener med forhøjet eller ikke-forhøjet ekspression i knoglemarven sammenlignet med andre væv., Forhøjet ekspression omfatter tre underkategorietyper forhøjet ekspression:

• væv beriget: mindst fire gange højere mRNA-niveau i knoglemarv sammenlignet med andre væv.
• gruppe beriget: mindst fire gange højere gennemsnitligt mRNA-niveau i en gruppe på 2-5 væv sammenlignet med ethvert andet væv.
• Vævsforbedret: mindst fire gange højere mRNA-niveau i knoglemarv sammenlignet med gennemsnittet i alle andre væv.,

Distribution visualiserer på den anden side, hvor mange gener, der har eller ikke har påviselige niveauer (N.1 1) af transkriberede mRNA-molekyler i knoglemarven sammenlignet med andre væv. Så tydeligt som i Tabel 1, er alle gener forhøjet i knoglemarven, er kategoriseret som:

• Opdaget i single: Fundet i en enkelt væv
• Påvist i nogle: Påvises i mere end én, men mindre end en tredjedel af væv
• Påvist i mange: Fundet i mindst en tredjedel, men ikke alle væv
• Registreret i alt: Påvist i alle væv

Figur 1. A) fordelingen af alle gener i de fem kategorier baseret på transkriptionsspecificitet i knoglemarv såvel som i alle andre væv. (B) fordelingen af alle gener på tværs af de seks kategorier, baseret på transkriptdetektion (N??1) i knoglemarv såvel som i alle andre væv.

Som vist i Figur 1 viser 534 gener et vist niveau af forhøjet ekspression i knoglemarven sammenlignet med andre væv., De tre kategorier af gener med forhøjet ekspression i knoglemarv sammenlignet med andre organer er vist i tabel 1. I tabel 2 defineres de 12 gener med den højeste berigelse i knoglemarv.

tabel 1. Antal gener i de underopdelte kategorier af forhøjet ekspression i knoglemarv.,div id=”e942bc20a8″>53

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

Table 2., De 12 gener med det højeste niveau af beriget ekspression i knoglemarv. “Tissue distribution” beskriver transkriptdetektion (N??1) i knoglemarv såvel som i alle andre væv. “mRNA( væv)” viser transkriptionsniveauet i knoglemarv som n. – værdier. “Tissue specificity score (TS)” svarer til foldeskiftet mellem ekspressionsniveauet i knoglemarv og vævet med næsthøjeste ekspressionsniveau.,

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

Protein ekspression af gener, der er forhøjet i knoglemarven

I en grundig analyse af den forøgede gener i knoglemarv, ved hjælp af antistof-baseret protein profiling tilladt os at visualisere udtryk mønstre af disse proteiner.

listen over forhøjede gener (n=534) er godt i tråd med knoglemarvets funktion, da den indbefatter en overrepræsentation af proteiner forbundet med immunrespons, leukocytmigration og respiration., Blandt generne med det højeste niveau af beriget ekspression i knoglemarv (tabel 2) koder fem proteiner med kendte funktioner i neutrofiler og monocytter (a .u1, CTSG, DEFA4, ELANE og MPO). To andre forhøjet proteiner er kodet i lymfocytter (DEFA1, DEFA1B) og fire gener, der koder proteiner for erytrocyt-funktion (HBB, HBD; både hæmoglobin proteiner, GYPA, en indre membran protein og RHAG, som menes at være en del af en membran kanal, der transporterer ammonium og kuldioxid)., Både neutrofiler og erythrocytter når modenhed i knoglemarv og frigives i blodbanen som effektorceller, udstyret med nødvendige proteiner til deres specialiserede funktioner. Følgelig finder et højt niveau af transkription af tilsvarende gener sted i knoglemarv, hvilket forklarer deres høje TS-score set i tabel 2.

proteiner med beriget ekspression i granulocytter

udover erytropoietiske celler og trombocytter udgør polymorfonukleære leukocytceller, og især celler af neutrofil afstamning, størstedelen af hæmatopoietiske celler i knoglemarv., CTSG (Cathepsin G) og DEFA4 (Defensin alpha 4) er to af de forøgede gener i knoglemarven. De er kendt for at være udtrykt i neutrofiler og involveret i forsvaret mod bakterier. PRTN3 (Proteinase-3), en neutrofil serinprotease (NSP ‘er) adskiller sig fra de to andre NSP’ er (CTSG og ELANE) med hensyn til funktion. Et eksempel er, at proteinase-3 også fungerer som en feedbackregulator i myeloid differentiering. Protein profiler for CTSG, PRTN3 og DEFA4 viser stærk farvning af granulocytter.,

CTSG
PRTN3
DEFA4

Proteiner med beriget udtryk i monocytter

granulocytic mastceller og agranulocytic makrofager er til stede i lavere tal end neutrofiler i knoglemarven. MCEMP1, et ret ukarakteriseret gen, der viser sig at kode et enkeltpas transmembranprotein udtrykt i human mastcelle, viser et gruppeberiget udtryk i knoglemarv sammen med lunge og appendiks. RNA-se. – dataene understøttes af immunohistokemi med positivitet i undergrupper af celler i knoglemarv og appendiks såvel som i alveolære makrofager i lungen.,

MCEMP1 – bone marrow
MCEMP1 – lunge
MCEMP1 – tillæg

genekspression delt mellem knoglemarv og andre væv

Der er 135 gruppe beriget gener, der er udtrykt i knoglemarven. Gruppeberigede gener defineres som gener, der viser et 4 gange højere gennemsnitligt niveau af mRNA-ekspression i en gruppe på 2-5 væv, inklusive knoglemarv, sammenlignet med alle andre væv.,

for at illustrere forholdet mellem knoglemarvsvæv og andre vævstyper blev der genereret et netværksplot, der viser antallet af gener med delt ekspression mellem forskellige vævstyper.

figur 2. Et interaktivt netværk plot af knoglemarv beriget og gruppe berigede gener forbundet til deres respektive berigede væv (grå cirkler). Røde knuder repræsenterer antallet af knoglemarv berigede gener og orange knuder repræsenterer antallet af gener, der er gruppe beriget., Størrelserne på de røde og orange noder er relateret til antallet af gener, der vises i noden. Hver knude kan klikkes og resulterer i en liste over alle berigede gener, der er forbundet med de fremhævede kanter. Netværket er begrænset til gruppeberigede gener i kombinationer af op til 3 væv, men de resulterende lister viser det komplette sæt gruppeberigede gener i det bestemte væv.,

Blandt den gruppe, der er beriget gener i knoglemarven vi fundet to gener, S100A12 (S100 calcium-bindende protein, A12) og IGLL1 (Immunoglobulin lambda som polypeptid 1) vis en beriget udtryk i lymfoide væv og testiklerne, hhv. S100A12 er et ret godt karakteriseret calciumbindende proinflammatorisk protein konstitutivt udtrykt i både neutrofiler og makrofager og udskilles af aktiverede neutrofiler., Immunhistokemisk farvning af S100A12 er i overensstemmelse med den RNA-seq data og litteratur, der viser en stærk positivitet i knoglemarv og perifere lymfoide væv.

S100A12 – knoglemarv
s100a12 – milt

IGLL1 er et mindre kendt gen, der ser ud til at kode et protein udtrykt i præ-B-celler og pro-B-celler. Immunhistokemi viser cytoplasmatisk farvning i knoglemarv og testis, som understøttes af RNA-se.data.,

IGLL1 – bone marrow
IGLL1 – testis

De vigtigste funktioner i knoglemarven er at opretholde et konstant niveau af blod forskellige typer af celler i det perifere blod, dvs producerer erythrocytter, leukocytter og thrombocytter. Knoglemarv bidrager også til nedbrydning af alderen erythrocytter sammen med leveren og milten.

knoglemarvshistologi

knoglemarv er opdelt i røde og gule regioner, forårsaget af en overvægt af enten hæmatopoietisk rig (rød) eller fedtrig (gul) væv., Rød marv består af et stærkt vaskulariseret stromalt netværk indeholdende pluripotente og engagerede stamceller af alle hæmatopoietiske linjer, dvs. erythrocytter, leukocytter, trombocytter. Mens erythrocytter og leukocytter udvikler sig fra stadier af forstadier, stammer trombocytter, små blodcellefragmenter involveret i koagulering, fra gigantiske marvceller kaldet megakaryocytter. I modsætning hertil indeholder gul marv mesenkymale stamceller, der adskiller sig i flere stromale afstamninger, såsom chondrocytter, osteoblaster, fibroblaster og adipocytter.,

ved fødslen og indtil omkring syv år er al human marv rød, da behovet for ny bloddannelse er høj. Fedtvæv erstatter gradvist den røde marv, som hos voksne hovedsageligt findes i flade knogler, såsom ryghvirvler, ilium, brystben og kranium såvel som i epifysiske ender af de lange knogler i armen og benet.

figur 3. Skematisk billede af knoglemarvsvæv. Navngivelse: af Mysid , via Myikimedia Commons., Kilde

histologien for human knoglemarv inklusive detaljerede billeder og information kan ses i Protein atlas Histology Dictionary.

Baggrund

Her, er protein-kodende gener, der er udtrykt i knoglemarv er beskrevet og karakteriseret, sammen med eksempler på immunohistochemically farvede vævssnit at visualisere tilsvarende protein udtryk mønstre af gener med forhøjet udtryk i knoglemarven.,

Udskrift profilering var baseret på en kombination af tre transcriptomics datasæt (HPA, GTEx og FANTOM5, svarende til i alt 483 prøver fra 37 forskellige menneskers normale vævstyper. Den endelige konsensus normaliseret udtryk (NX) – værdi for hver vævstype, der blev anvendt til klassificering af alle gener i henhold til væv specifikke udtryk i to forskellige kategorier, baseret på specificitet eller distribution.

relevante links og publikationer

Uhl .n m Et Al., Vævsbaseret kort over det menneskelige proteom. Videnskab (2015)
PubMed: 25613900 DOI: 10.,1126 / videnskab.1260419
Yu NY et al., Supplerer vævskarakterisering ved at integrere transkriptomprofilering fra det humane Protein Atlas og fra FANTOM5-konsortiet. Nucleic Acids Res. (2015)
PubMed: 26117540 DOI: 10.1093/nar/gkv608
Fagerberg L et al., Analyse af det humane vævsspecifikke udtryk ved genom-bred integration af transkriptomik og antistofbaseret proteomik. Mol Celle Proteomics. (2014)
PubMed: 24309898 DOI: 10.1074/mcp.M113.035600
Andersson, S et al., De transkriptomiske og proteomiske landskaber af knoglemarv og sekundære lymfoide væv. PLoS One., (2014)
PubMed: 25541736 DOI: 10.1371/journal.pone.0115911

histologi ordbog-knoglemarv