la moelle osseuse est le tissu dans les cavités intérieures des os, constituant environ 4% de la masse corporelle totale de l’homme. La moelle rouge, qui constitue la composante hématopoïétique de la moelle osseuse, est responsable de la production de cellules hématopoïétiques de toutes les lignées, qui utilisent ensuite le système vasculaire de la moelle osseuse comme conduit à la circulation systémique du corps., L’analyse du Transcriptome montre que 65% (n=12877) de toutes les protéines humaines (n=19670) sont exprimées dans la moelle osseuse et que 534 de ces gènes montrent une expression élevée dans la moelle osseuse par rapport aux autres types de tissus.,
- 534 gènes élevés
- 29 gènes enrichis
- 135 gènes enrichis en groupe
- la moelle osseuse a la plupart des gènes enrichis en groupe en commun avec le sang
le transcriptome de la moelle osseuse
analyse du Transcriptome de la moelle peut être visualisée en ce qui concerne la spécificité et la distribution des molécules d’ARNm transcrites (figure 1). La spécificité illustre le nombre de gènes avec une expression élevée ou non élevée dans la moelle osseuse par rapport à d’autres tissus., L’expression élevée comprend trois sous-catégories d’expression élevée:
- enrichi tissulaire: taux d’ARNm au moins quatre fois plus élevé dans la moelle osseuse par rapport à tous les autres tissus.
- groupe enrichi: taux moyen d’ARNm au moins quatre fois plus élevé dans un groupe de 2 à 5 tissus par rapport à tout autre tissu.
- amélioration tissulaire: taux d’ARNm au moins quatre fois plus élevé dans la moelle osseuse par rapport au taux moyen dans tous les autres tissus.,
la Distribution, quant à elle, permet de visualiser le nombre de gènes qui ont, ou n’ont pas, des niveaux détectables (NX≥1) de molécules d’ARNm transcrites dans la moelle osseuse par rapport à d’autres tissus. Comme le montre le Tableau 1, tous les gènes élevée dans la moelle osseuse sont classés comme suit:
- Détectée dans unique: Détecté dans un tissu unique
- Détectée dans certains: Détectés dans plus d’un, mais moins d’un tiers de tissus
- Détectée dans de nombreux pays: les Détectée dans au moins un tiers, mais pas tous les tissus
- Détectés dans tous les: Détecté dans tous les tissus
A., La spécificité
B. Distribution
la Figure 1. (A) la distribution de tous les gènes dans les cinq catégories en fonction de la spécificité de transcription dans la moelle osseuse ainsi que dans tous les autres tissus. (B) la distribution de tous les gènes dans les six catégories, basée sur la détection de transcription (NX?1) dans la moelle osseuse ainsi que dans tous les autres tissus.
Comme le montre la Figure 1, 534 gènes montrent un certain niveau d’expression élevée dans la moelle osseuse par rapport à d’autres tissus., Les trois catégories de gènes ayant une expression élevée dans la moelle osseuse par rapport à d’autres organes sont présentées dans le tableau 1. Dans le tableau 2, les 12 gènes avec le plus grand enrichissement dans la moelle osseuse sont définis.
le Tableau 1. Nombre de gènes dans les catégories subdivisées d’expression élevée dans la moelle osseuse.,div id= »e942bc20a8″>53
Table 2., Les 12 gènes avec le plus haut niveau d’expression enrichie dans la moelle osseuse. La « distribution tissulaire » décrit la détection de transcription (NX?1) dans la moelle osseuse ainsi que dans tous les autres tissus. « ARNm (tissu) » indique le niveau de transcription dans la moelle osseuse sous forme de valeurs NX. Le » score de spécificité tissulaire (TS) » correspond au changement de pli entre le niveau d’expression dans la moelle osseuse et le tissu avec le deuxième niveau d’expression le plus élevé.,
| 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 |
expression protéique des gènes élevés dans la moelle osseuse
analyse approfondie des gènes élevés dans la moelle osseuse à l’aide de protéines à base d’anticorps le profilage nous a permis de visualiser les schémas d’expression de ces protéines.
la liste des gènes élevés (n=534) correspond bien à la fonction de la moelle osseuse, car elle comprend une surreprésentation de protéines associées à la réponse immunitaire, à la migration des leucocytes et à la respiration., Parmi les gènes ayant le plus haut niveau d’expression enrichie dans la moelle osseuse (Tableau 2), cinq codent des protéines ayant des fonctions connues dans les neutrophiles et les monocytes (AZU1, CTSG, DEFA4, ELANE et MPO). Deux autres protéines élevées sont codées dans les lymphocytes (DEFA1, DEFA1B) et quatre gènes codent des protéines pour la fonction érythrocytaire (HBB, HBD; les deux protéines de l’hémoglobine, GYPA, une protéine membranaire intrinsèque et RHAG, considérée comme faisant partie d’un canal membranaire qui transporte l’ammonium et le dioxyde de carbone)., Les neutrophiles et les érythrocytes atteignent la maturité dans la moelle osseuse et sont libérés dans la circulation sanguine sous forme de cellules effectrices, équipées des protéines nécessaires à leurs fonctions spécialisées. Par conséquent, un niveau élevé de transcription des gènes correspondants a lieu dans la moelle osseuse, expliquant leur score TS élevé vu dans le tableau 2.
protéines à expression enrichie dans les granulocytes
outre les cellules érythropoïétiques et les thrombocytes, les cellules leucocytes polymorphonucléaires, et en particulier les cellules de la lignée neutrophile, constituent la majorité des cellules hématopoïétiques de la moelle osseuse., CTSG (Cathepsin G) et DEFA4 (Defensin alpha 4) sont deux des gènes élevés dans la moelle osseuse. Ils sont connus pour être exprimés dans les neutrophiles et impliqués dans la défense contre les bactéries. PRTN3 (protéinase-3), une protéase à sérine neutrophile (NSPs) diffère des deux autres NSP (CTSG et ELANE) en termes de fonction. Un exemple étant que la protéinase – 3 agit également comme un régulateur de rétroaction dans la différenciation myéloïde. Les profils protéiques pour CTSG, PRTN3 et DEFA4 montrent une forte coloration des granulocytes.,
Ctsg
PRTN3
DEFA4
protéines à expression enrichie dans les monocytes
les mastocytes granulocytaires et les macrophages agranulocytaires sont présents en moins grand nombre que les neutrophiles dans la moelle osseuse. MCEMP1, un gène assez inhabituel trouvé pour coder une protéine transmembranaire à passage unique exprimée dans les mastocytes humains, affiche une expression enrichie en groupe dans la moelle osseuse, ainsi que dans le poumon et l’appendice. Les données ARN-seq sont étayées par l’immunohistochimie, avec une positivité dans des sous-ensembles de cellules de la moelle osseuse et de l’appendice, ainsi que dans les macrophages alvéolaires du poumon.,
mcemp1 – moelle osseuse
MCEMP1 – poumon
MCEMP1 – appendice
expression génique partagée entre la moelle osseuse et d’autres tissus
Il existe 135 gènes enrichis en groupe exprimés dans la moelle osseuse. Les gènes enrichis en groupe sont définis comme des gènes présentant un niveau moyen d’expression de l’ARNm 4 fois plus élevé dans un groupe de 2 à 5 tissus, y compris la moelle osseuse, par rapport à tous les autres tissus.,
afin d’illustrer la relation entre le tissu de la moelle osseuse et d’autres types de tissus, un diagramme de réseau a été généré, montrant le nombre de gènes ayant une expression partagée entre différents types de tissus.
la Figure 2. Un tracé en réseau interactif des gènes enrichis en moelle osseuse et enrichis en groupe connectés à leurs tissus enrichis respectifs (cercles gris). Les nœuds rouges représentent le nombre de gènes enrichis de la moelle osseuse et les nœuds orange représentent le nombre de gènes enrichis en groupe., Les tailles des nœuds rouge et orange sont liées au nombre de gènes affichés dans le nœud. Chaque nœud est cliquable et donne une liste de tous les gènes enrichis connectés aux bords en surbrillance. Le réseau est limité aux gènes enrichis de groupe dans des combinaisons de jusqu’à 3 tissus, mais les listes résultantes montrent l’ensemble complet des gènes enrichis de groupe dans le tissu particulier.,
parmi les gènes enrichis du groupe dans la moelle osseuse, nous avons trouvé deux gènes, S100A12 (protéine de liaison au calcium S100 A12) et IGLL1 (immunoglobuline LAMBDA like polypeptide 1) affichent une expression enrichie dans le tissu lymphoïde et le testicule, respectivement. S100A12 est une protéine proinflammatoire se liant au calcium assez bien caractérisée, exprimée de manière constitutive dans les neutrophiles et les macrophages, et sécrétée par les neutrophiles activés., La coloration immunohistochimique de S100A12 est en concordance avec les données et la littérature RNA-seq, montrant une forte positivité dans la moelle osseuse et les tissus lymphoïdes périphériques.
s100a12 – moelle osseuse
S100A12 – rate
IGLL1 est un gène moins connu qui semble coder une protéine exprimée dans les cellules pré-B et pro-B. L’immunohistochimie montre la coloration cytoplasmique dans la moelle osseuse et le testicule, qui est soutenue par des données D’ARN-seq.,
IGLL1 de la moelle osseuse
IGLL1 testicule
Les principales fonctions de la moelle osseuse sont de maintenir des niveaux constants de différents types de cellules sanguines dans le sang périphérique, c’est à dire la production d’érythrocytes, leucocytes et thrombocytes. La moelle osseuse contribue également à la dégradation des érythrocytes âgés, ainsi que du foie et de la rate.
histologie de la moelle osseuse
la moelle osseuse est divisée en régions rouges et jaunes, causées par une prédominance de tissu riche en hématopoïétique (rouge) ou adipeux (jaune)., La moelle rouge est constituée d’un réseau stromal hautement vascularisé contenant des cellules souches pluripotentes et engagées de toutes les lignées hématopoïétiques, c’est-à-dire des érythrocytes, des leucocytes, des thrombocytes. Alors que les érythrocytes et les leucocytes se développent à partir des stades de précurseurs, les thrombocytes, petits fragments de cellules sanguines impliqués dans la coagulation, proviennent de cellules de moelle géantes appelées mégacaryocytes. En revanche, la moelle jaune contient des cellules souches mésenchymateuses qui se différencient en plusieurs lignées stromales, telles que les chondrocytes, les ostéoblastes, les fibroblastes et les adipocytes.,
à la naissance et jusqu’à l’âge de sept ans, toute la moelle humaine est Rouge, car le besoin de formation de sang nouveau est élevé. Le tissu adipeux remplace progressivement la moelle rouge, qui chez l’adulte se trouve principalement dans les os plats, tels que les vertèbres, l’ilium, le sternum et le crâne, ainsi qu’aux extrémités épiphysaires des os longs du bras et de la jambe.
la Figure 3. Vue schématique du tissu médullaire. Attribution: par Mysid, via Wikimedia Commons., Source
l’histologie de la moelle osseuse humaine, y compris des images et des informations détaillées, peut être consultée dans le Protein Atlas Histology Dictionary.
contexte
ici, les gènes codant des protéines exprimés dans la moelle osseuse sont décrits et caractérisés, ainsi que des exemples de coupes tissulaires colorées immunohistochimiquement qui visualisent les modèles d’expression protéique correspondants de gènes à expression élevée dans la moelle osseuse.,
Le profilage des Transcripts était basé sur une combinaison de trois ensembles de données transcriptomiques (HPA, GTEx et FANTOM5, correspondant à un total de 483 échantillons provenant de 37 types de tissus humains normaux différents. La valeur d’expression normalisée (NX) du consensus final pour chaque type de tissu a été utilisée pour la classification de tous les gènes selon l’expression spécifique du tissu en deux catégories différentes, basées sur la spécificité ou la distribution.
liens Pertinents et de publications
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Dictionnaire histologique-moelle osseuse