Highlights
1、匯總(zong)了互(hu)作(zuo)轉錄(lu)組醫學(xue)常見(jian)實驗(yan)設(she)計、解讀了相關文章思(si)路
2、在醫學領域，宿主(zhu)(zhu)與微生(sheng)物的互作轉(zhuan)錄組(zu)研究正成為挖(wa)掘(jue)宿主(zhu)(zhu)抗病(bing)基因、揭示微生(sheng)物致(zhi)病(bing)機(ji)制的關鍵技術。
3、派森諾(nuo)提供宿(su)主-微生物互作(zuo)轉錄組服務，助力互作(zuo)研究，項目經驗豐富(fu)。
之(zhi)前通過國自然熱點 | 宿主-微生(sheng)物相互(hu)作(zuo)(zuo)用(yong)——互(hu)作(zuo)(zuo)轉(zhuan)錄組測序詳解這篇軟文給大(da)家介(jie)紹了(le)互(hu)作(zuo)(zuo)轉(zhuan)錄組的基本知識。簡要來說互(hu)作(zuo)(zuo)轉(zhuan)錄組測序可以同時對互(hu)作(zuo)(zuo)的兩(liang)個或(huo)多個物種進行建庫測序，更能(neng)反映宿主和病原體(ti)真(zhen)實的表達情況，在(zai)抗病或(huo)致病機理(li)研究、新藥開發和生(sheng)理(li)適應(ying)等領域(yu)(yu)具有廣泛的應(ying)用(yong)前景。今天再跟著(zhu)小派一起來看看互(hu)作(zuo)(zuo)轉(zhuan)錄組在(zai)醫學領域(yu)(yu)應(ying)用(yong)的詳細介(jie)紹吧。
一、互作轉錄組在醫學中的應用方向
互(hu)作轉錄組通過同(tong)時獲取宿主(zhu)與(yu)特定微生物的動態基因表(biao)達網(wang)絡(luo)(luo)，科研人(ren)員能夠(gou)精(jing)準挖(wa)掘宿主(zhu)抗病基因、揭(jie)示微生物致(zhi)病機制，尤其在感染性疾(ji)病機制解析(xi)和精(jing)準診療中應用廣泛。人(ren)體存(cun)在種(zhong)類豐富的微生物，他們(men)之間(jian)復雜的相互(hu)作用被(bei)精(jing)密的基因網(wang)絡(luo)(luo)調控，但大(da)部分(fen)病原體-宿主(zhu)機制網(wang)絡(luo)(luo)仍不清晰。
1、病原體致病機制解析
通過對比(bi)病原體在游離狀態(tai)與感染宿主后(hou)的(de)轉(zhuan)錄組差異(yi)，可(ke)識別其毒力相關基因（如黏附素、侵襲素、毒素編(bian)(bian)碼(ma)基因）及(ji)代謝重編(bian)(bian)程通路。比(bi)如鼠傷寒沙(sha)門(men)菌感染人永生化上(shang)皮細胞后(hou)，在鼠傷寒沙(sha)門(men)菌中發(fa)現(xian)一(yi)個高度(du)上(shang)調(diao)的(de)sRNA—毒力因子PinT。
2、宿主免疫應答機制研究
通(tong)過比較宿(su)主(zhu)在病原體侵染前后的(de)(de)基(ji)因變化(hua)，揭示(shi)宿(su)主(zhu)感染后免疫信號(hao)通(tong)路（如(ru)(ru)TLR/NF-κB、干擾素通(tong)路）的(de)(de)激活或抑(yi)制模(mo)式，及關(guan)鍵(jian)效(xiao)應分子(zi)（細(xi)胞(bao)因子(zi)、趨化(hua)因子(zi)）的(de)(de)表達變化(hua)。比如(ru)(ru)通(tong)過建立肺(fei)炎鏈球菌(jun)對Ⅱ型(xing)肺(fei)泡上(shang)皮細(xi)胞(bao)感染模(mo)型(xing)，發(fa)現肺(fei)炎鏈球菌(jun)激活了(le)上(shang)皮細(xi)胞(bao)的(de)(de)活性氧解毒途徑。
二、互作轉錄組測序方案設計
互作(zuo)轉錄(lu)組(zu)實(shi)驗基本設計思路(lu)是互作(zuo)樣(yang)(yang)(yang)本中的(de)物種(zhong)(zhong)(zhong)與各自物種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)對(dui)照樣(yang)(yang)(yang)本進行差異比較。互作(zuo)轉錄(lu)組(zu)標準的(de)樣(yang)(yang)(yang)本構成為兩(liang)個物種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)對(dui)照樣(yang)(yang)(yang)本以及互作(zuo)樣(yang)(yang)(yang)本。互作(zuo)轉錄(lu)組(zu)對(dui)互作(zuo)樣(yang)(yang)(yang)本中的(de)兩(liang)個物種(zhong)(zhong)(zhong)同時取樣(yang)(yang)(yang)、提取RNA、建庫(ku)、上機(ji)測(ce)序。最(zui)后獲取兩(liang)個物種(zhong)(zhong)(zhong)RNA的(de)測(ce)序結(jie)果并分(fen)(fen)別與這兩(liang)個物種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)對(dui)照組(zu)進行后續轉錄(lu)組(zu)分(fen)(fen)析。
三、互作轉錄組實驗設計及思路
1、Dual RNA-seq identifies genes and pathways modulated during Clostridioides difficile colonization
互作轉錄組揭示艱難梭菌定植過程中被調控的基因與通路
期刊：mSystems，Q1
研究背景：
艱(jian)難梭菌是最常見的(de)醫院獲(huo)得性腸道病(bing)原(yuan)體之一(yi)。成(cheng)功(gong)定植腸上(shang)皮后，艱(jian)難梭菌增殖并分泌毒素，這些毒素是破壞上(shang)皮屏障(zhang)、造成(cheng)組(zu)織損傷及感(gan)染(ran)過程中(zhong)液體積聚的(de)主(zhu)要原(yuan)因。本研究利用一(yi)種“厭氧-需氧”雙環境體外(wai)人(ren)腸道模型系統解(jie)析了艱(jian)難梭菌感(gan)染(ran)早期和(he)宿主(zhu)的(de)轉(zhuan)錄組(zu)應答(da)。
實驗材料：
宿主：人腸上皮細胞系 Caco-2
病原體：艱難梭菌
組別：腸上皮細胞、艱難(nan)梭(suo)菌、侵染后3、6、12、24h互作樣本
結果：
感染3–24小時后不(bu)同時間點細(xi)菌差(cha)異表(biao)達(da)基因(yin)存在一定共性，而(er)宿主轉錄譜則差(cha)異顯著(zhu)，重疊極少。與宿主細(xi)胞共培養時，艱難梭菌多種細(xi)胞壁相(xiang)關蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)表(biao)達(da)降低。基因(yin)功能及通路富集分析提示(shi)，哺乳(ru)動物與細(xi)菌細(xi)胞的(de)(de)嘌呤/嘧啶合成通路均可能發生(sheng)協(xie)同調控。負責細(xi)胞表(biao)面蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)切割的(de)(de)分泌(mi)型金屬蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)酶(mei)在感染過程(cheng)中表(biao)達(da)下調；缺失(shi)該酶(mei)的(de)(de)突變株(zhu)在感染中對上皮細(xi)胞的(de)(de)黏附能力(li)顯著(zhu)增強。
2、Dual RNA sequencing reveals dendritic cell reprogramming in response to typhoidal Salmonella invasion
互作轉錄組揭示樹突狀細胞在傷寒沙門氏菌侵襲下的重編程
期刊：Communications Biology，Q1
研究背景：
傷寒(han)沙門氏(shi)(shi)菌會導致每(mei)年全球(qiu)近(jin)1000萬人出現傷寒(han)，嚴重者會危及生命。然而，傷寒(han)沙門氏(shi)(shi)菌侵(qin)襲(xi)力的分子決定因(yin)素仍(reng)不(bu)明確。樹突細胞（DC）是人免(mian)疫系統(tong)的關鍵(jian)專職(zhi)抗(kang)原(yuan)呈遞(di)細胞，致病細菌破壞DC功能和(he)阻止T細胞識別的能力有助(zhu)于它們在宿主內的存活和(he)傳播，但具體機制仍(reng)未知。
實驗材料：
宿主：人單核細(xi)胞來源的(de)樹突狀細(xi)胞（MoDC）
病原體：鼠傷寒沙門氏(shi)菌(jun)S. Typhi
組別：未感染(ran)的(de)細胞、感染(ran)的(de)細胞以及(ji)在體外液體培(pei)養基中培(pei)養的(de)細菌(jun)
結果：
本(ben)研究闡明了(le)S. Typhi的(de)(de)(de)毒力(li)分(fen)子(zi)機制，特(te)別強調了(le)鐵在其與(yu)DC相互作用(yong)中的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)性(xing)。S. Typhi 能夠(gou)對DC誘導的(de)(de)(de)硝化應激通(tong)路(lu)啟動強大(da)的(de)(de)(de)應答。我們(men)提出了(le)一個模型：DC的(de)(de)(de)鐵攝取以(yi)及適當的(de)(de)(de)細(xi)(xi)胞內運(yun)輸是宿主用(yong)于防(fang)止細(xi)(xi)胞內細(xi)(xi)菌感染的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)防(fang)御(yu)機制，而人類病原體 S. Typhi 能夠(gou)繞過(guo)這一機制。
