基于轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的造血干細(xì)胞差異表達(dá)基因研究.pdf

1、目的:造血干細(xì)胞(Hematopoietic stem cell，HSC)是一類(lèi)血液系統(tǒng)成體干細(xì)胞，具有長(zhǎng)期自我更新的能力和分化成各類(lèi)成熟血細(xì)胞的潛能。造血干細(xì)胞命運(yùn)維持與轉(zhuǎn)化機(jī)制的研究，對(duì)血液疾病的預(yù)防、診斷和治療具有重要意義，然而這些機(jī)制至今仍未被闡明。本研究通過(guò)分析基因表達(dá)芯片數(shù)據(jù)尋找造血干細(xì)胞與分化、衰老和疾病相關(guān)的關(guān)鍵基因及其重要功能通路，為進(jìn)一步探討造血干細(xì)胞維持與轉(zhuǎn)化機(jī)制和尋找新的疾病治療靶點(diǎn)奠定基礎(chǔ)。
　　方法:(

2、1)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)選取自GEO數(shù)據(jù)庫(kù)中造血干細(xì)胞差異基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)。(2)采用編程方法對(duì)芯片的原始圖像信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，從而得到數(shù)據(jù)集中有效探針的表達(dá)值。(3)選擇基于倍數(shù)變化的RankProd算法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，獲得顯著差異表達(dá)的基因(DEGs)。(4)基于DAVID在線工具進(jìn)行DEGs的功能注釋與通路富集分析。(5)通過(guò)GeneMANIA在線工具構(gòu)建以功能基因?yàn)楣?jié)點(diǎn)的差異表達(dá)基因的共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)、物理互作網(wǎng)絡(luò);(6)通過(guò)StemCellNet在

3、線工具發(fā)現(xiàn)可能與細(xì)胞干性相關(guān)(linked to stemness)的基因。
　　結(jié)果:(1)分別獲得造血干細(xì)胞的分化、衰老和疾病相關(guān)數(shù)據(jù)集5組、4組、3組。(2)成功對(duì)芯片的原始圖像信號(hào)進(jìn)行了預(yù)處理，并獲得了全部的有效探針表達(dá)值。(3)成功獲得大量感興趣的差異表達(dá)基因。通過(guò)把造血干細(xì)胞與前體血細(xì)胞、年輕造血干細(xì)胞與老化造血干細(xì)胞、正常造血干細(xì)胞與患有髓系急性白血病的造血干細(xì)胞進(jìn)行基因差異表達(dá)分析，分別獲得差異表達(dá)基因，并發(fā)現(xiàn)54

4、個(gè)在分化、衰老和疾病活動(dòng)中均有擾動(dòng)的差異表達(dá)基因。(4)成功對(duì)差顯基因進(jìn)行功能注釋?zhuān)@得感興趣的功能通路。(5)獲得差異表達(dá)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)、物理互作用網(wǎng)絡(luò);本研究新發(fā)現(xiàn)多個(gè)未報(bào)到的、可能與細(xì)胞干性相關(guān)的基因(HERC5、MIR15B、MIR302A等)。
　　結(jié)論:本研究通過(guò)差異表達(dá)譜研究與功能網(wǎng)絡(luò)分析相結(jié)合，在確定了大量感興趣的造血干細(xì)胞相關(guān)基因、通路的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)基因間的相互作用關(guān)系，為揭示造血干細(xì)胞及相關(guān)疾病的分子機(jī)制