el transcriptoma de médula ósea

ser visualizado con respecto a la especificidad y distribución de las moléculas de ARNm transcritas (figura 1). La especificidad ilustra el número de genes con expresión elevada o no elevada en la médula ósea en comparación con otros tejidos., La expresión elevada incluye tres tipos de Subcategoría de expresión elevada:

• tejido enriquecido: al menos un nivel de ARNm cuatro veces mayor en la médula ósea en comparación con cualquier otro tejido.
• Grupo enriquecido: por lo menos cuatro veces mayor nivel promedio de ARNm en un grupo de 2-5 tejidos en comparación con cualquier otro tejido.
• tissue enhanced: por lo menos un nivel de ARNm cuatro veces más alto en la médula ósea en comparación con el nivel promedio en todos los demás tejidos.,

la distribución, por otro lado, visualiza cuántos genes tienen, o no tienen, niveles detectables (NX≥1) de moléculas de ARNm transcritas en la médula ósea en comparación con otros tejidos. Como se evidencia en la tabla 1, todos los genes elevados en la médula ósea se clasifican como:

• detectado en un solo: detectado en un solo tejido
• detectado en algunos: detectado en más de un tercio pero menos de un tercio de los tejidos
• detectado en muchos: detectado en al menos un tercio pero no todos los tejidos
• detectado en todos: detectado en todos los tejidos

la Figura 1. A) la distribución de todos los genes en las cinco categorías en función de la especificidad de la transcripción en la médula ósea y en todos los demás tejidos. (B) La distribución de todos los genes en las seis categorías, basada en la detección de transcripción (NX?1) en la médula ósea, así como en todos los demás tejidos.

como se muestra en la Figura 1, 534 genes muestran algún nivel de expresión elevada en la médula ósea en comparación con otros tejidos., Las tres categorías de genes con expresión elevada en la médula ósea en comparación con otros órganos se muestran en la tabla 1. En la Tabla 2 se definen los 12 genes con mayor enriquecimiento en médula ósea.

Cuadro 1. Número de genes en las categorías subdivididas de expresión elevada en la médula ósea.,div id=»e942bc20a8″>53

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

Table 2., Los 12 genes con mayor nivel de expresión enriquecida en la médula ósea. «Distribución tisular» describe la detección de transcripción (NX?1) en la médula ósea, así como en todos los demás tejidos. «mRNA (tissue)» muestra el nivel de transcripción en la médula ósea como valores de NX. «Tissue specificity score (TS)» corresponde al cambio de pliegue entre el nivel de expresión en la médula ósea y el tejido con el segundo nivel de expresión más alto.,

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

la expresión proteica de genes elevados en la médula ósea

el análisis en profundidad de los genes elevados en la médula ósea utilizando para visualizar los patrones de expresión de estas proteínas.

la lista de genes elevados (n = 534) está bien en línea con la función de la médula ósea, ya que incluye una sobrerrepresentación de proteínas asociadas con la respuesta inmune, la migración leucocitaria y la respiración., Entre los genes con mayor nivel de expresión enriquecida en médula ósea (Tabla 2), cinco codifican proteínas con funciones conocidas en neutrófilos y monocitos (AZU1, CTSG, DEFA4, Elane y MPO). Otras dos proteínas elevadas están codificadas en los linfocitos (DEFA1, DEFA1B) y cuatro genes codifican proteínas para la función de los eritrocitos (HBB, HBD; ambas proteínas de la hemoglobina, GYPA, una proteína de membrana intrínseca y RHAG, que se cree que forman parte de un canal de membrana que transporta amonio y dióxido de carbono)., Tanto los neutrófilos como los eritrocitos alcanzan la madurez en la médula ósea y se liberan en el torrente sanguíneo como células efectoras, equipadas con las proteínas necesarias para sus funciones especializadas. En consecuencia, en la médula ósea se produce un alto nivel de transcripción de los genes correspondientes, lo que explica su alta puntuación TS observada en la Tabla 2.

proteínas con expresión enriquecida en granulocitos

Además de las células eritropoyéticas y trombocitos, las células leucocitarias polimorfonucleares, y en particular las células del linaje de neutrófilos, constituyen la mayoría de las células hematopoyéticas en la médula ósea., CTSG (catepsina G) y DEFA4 (Defensina alfa 4) son dos de los genes elevados dentro de la médula ósea. Se sabe que se expresan en neutrófilos y participan en la defensa contra las bacterias. PRTN3 (proteinasa-3), una serina proteasa neutrófila (NSPs) difiere de las otras dos NSPs (CTSG y Elane) en términos de función. Un ejemplo es que la proteinasa – 3 también actúa como un regulador de retroalimentación en la diferenciación mieloide. Los perfiles proteicos para CTSG, PRTN3 y DEFA4 muestran una fuerte tinción de granulocitos.,

CTSG
PRTN3
DEFA4

proteínas con expresión enriquecida en monocitos

los mastocitos granulocíticos y los macrófagos agranulocíticos están presentes en menor número que los neutrófilos en la médula ósea. MCEMP1, un gen bastante poco característico encontrado para codificar una proteína transmembrana de un solo paso expresada en mastocitos humanos, muestra una expresión de grupo enriquecido en la médula ósea, junto con el pulmón y el apéndice. Los datos de RNA-seq están respaldados por inmunohistoquímica, con positividad en subconjuntos de células en médula ósea y apéndice, así como en macrófagos alveolares en pulmón.,

MCEMP1 – médula ósea
MCEMP1 – pulmón
MCEMP1 – apéndice

expresión génica compartida entre la médula ósea y otros tejidos

hay 135 genes enriquecidos de grupo expresados en médula ósea. Los genes enriquecidos por grupos se definen como genes que muestran un nivel promedio 4 veces mayor de expresión de ARNm en un grupo de 2-5 tejidos, incluida la médula ósea, en comparación con todos los demás tejidos.,

para ilustrar la relación del tejido de la médula ósea con otros tipos de tejidos, se generó una gráfica de red, mostrando el número de genes con expresión compartida entre diferentes tipos de tejidos.

Figura 2. Una gráfica de red interactiva de la médula ósea enriquecida y de los genes enriquecidos de grupo conectados a sus respectivos tejidos enriquecidos (círculos grises). Los ganglios rojos representan el número de genes enriquecidos en la médula ósea y los ganglios naranjas representan el número de genes enriquecidos en el grupo., Los tamaños de los nodos rojo y naranja están relacionados con el número de genes mostrados dentro del nodo. Se puede hacer clic en cada nodo y se obtiene una lista de todos los genes enriquecidos conectados a los bordes resaltados. La red se limita a los genes enriquecidos por grupos en combinaciones de hasta 3 tejidos, pero las listas resultantes muestran el conjunto completo de genes enriquecidos por grupos en el tejido en particular.,

entre el grupo de genes enriquecidos en médula ósea encontramos dos genes, s100a12 (S100 calcium binding protein A12) e IGLL1 (Immunoglobulin lambda like polypeptide 1) que muestran una expresión enriquecida en tejido linfoide y testículo, respectivamente. S100A12 es una proteína proinflamatoria de unión al calcio bastante bien caracterizada expresada constitutivamente en neutrófilos y macrófagos, y secretada por neutrófilos activados., La tinción inmunohistoquímica de S100A12 está en concordancia con los datos de RNA-seq y la literatura, mostrando una fuerte positividad en la médula ósea y los tejidos linfoides periféricos.

s100a12 – médula ósea
S100A12 – bazo

IGLL1 es un gen menos conocido que parece codificar una proteína expresada en células pre-B y células Pro-B. La inmunohistoquímica muestra tinción citoplasmática en la médula ósea y los testículos, que está respaldada por los datos de ARN-seq.,

igll1 – médula ósea
IGLL1-testículo

las principales funciones de la médula ósea son mantener niveles constantes de los diferentes tipos de células sanguíneas en la sangre periférica, es decir, producir eritrocitos, leucocitos y trombocitos. La médula ósea también contribuye a la degradación de los eritrocitos envejecidos, junto con el hígado y el bazo.

histología de la médula ósea

la médula ósea se divide en regiones rojas y amarillas, causadas por un predominio de tejido rico en hematopoyesis (rojo) o adiposo (amarillo)., La médula roja consiste en una red estromal altamente vascularizada que contiene células madre pluripotentes y comprometidas de todos los linajes hematopoyéticos, es decir, eritrocitos, leucocitos, trombocitos. Mientras que los eritrocitos y los leucocitos se desarrollan a partir de etapas de precursores, los trombocitos, pequeños fragmentos de células sanguíneas involucradas en la coagulación, se originan a partir de células de la médula gigante llamadas megacariocitos. En contraste, la médula amarilla contiene células madre mesenquimales que se diferencian en varios linajes estromales, como condrocitos, osteoblastos, fibroblastos y adipocitos.,

al nacer y hasta alrededor de la edad de siete años, toda la médula humana es roja, ya que la necesidad de formación de sangre nueva es alta. El tejido adiposo reemplaza gradualmente la médula roja, que en los adultos se encuentra principalmente en los huesos planos, como las vértebras, el ilio, el esternón y el cráneo, así como en los extremos epifisarios de los huesos largos del brazo y la pierna.

Figura 3. Vista esquemática del tejido de la médula ósea. Atribución: por Mysid, vía Wikimedia Commons., Fuente

la histología de la médula ósea humana, incluidas imágenes e información detalladas, se puede consultar en el diccionario de Histología Protein Atlas.

antecedentes

Aquí se describen y caracterizan los genes codificadores de proteínas expresados en la médula ósea, junto con ejemplos de secciones de tejido teñidas inmunohistoquímicamente que visualizan los patrones de expresión de proteínas correspondientes de genes con expresión elevada en la médula ósea.,

El perfil de transcripción se basó en una combinación de tres conjuntos de datos transcriptómicos (HPA, GTEX y FANTOM5, que corresponden a un total de 483 muestras de 37 tipos diferentes de tejidos humanos normales. El valor final consensus normalized expression (NX) para cada tipo de tejido se utilizó para clasificar todos los genes de acuerdo con la expresión específica del tejido en dos categorías diferentes, basadas en la especificidad o la distribución.

enlaces y publicaciones relevantes

Uhlén M et al., Tissue-based map of the human proteome. Science (2015)
PubMed: 25613900 DOI: 10.,1126/ciencia.1260419 Yu NY et al., Complementando la caracterización de tejidos mediante la integración de perfiles de transcriptomas del Atlas de proteínas humanas y del consorcio FANTOM5. Nucleic Acids res. (2015) PubMed: 26117540 DOI: 10.1093/nar / gkv608 Fagerberg L et al., Analysis of the human tissue-specific expression by genome-wide integration of transcriptomics and antibody-based proteomics. Proteómica De Células Mol. (2014)
PubMed: 24309898 DOI: 10.1074 / mcp.M113.035600 Andersson s et al., Los paisajes transcriptómicos y proteómicos de la médula ósea y los tejidos linfoides secundarios. PLoS UNO., (2014) PubMed: 25541736 DOI: 10.1371 / journal.ponga.0115911

Diccionario de Histología-médula ósea