De novo组装和转录组表征在东方田鼠原发性卵巢癌机制新见解中的应用
2022年，中南大学湘雅医学院周智君教授团队在Mol Med Rep发表了题为" De novo assembly and transcriptome characterization: Novel insights into the mechanisms of primary ovarian cancer in Microtus fortis "的研究论文，该研究利用De novo转录组组装和RNA-seq揭示了东方田鼠原发性卵巢癌机制的新见解。
摘要
东方田鼠（Microtus fortis）中某些品系成年雌性田鼠的原发性上皮性卵巢癌（ovarian cancer，OVC）自然发病率相对较高。东方田鼠OVC与人上皮性OVC有些病理学相似之处，因此东方田鼠可以用于研究人OVC的动物模型。东方田鼠由于缺乏可用的遗传信息，限制了常用免疫学方法的使用，因而本研究使用高通量测序技术来揭示东方田鼠中原发性OVC发病机制，通过组织病理学苏木精-伊红染色法来诊断癌症患者。本研究以东方田鼠为样本对短reads组装软件Trinity产生的339830个单基因（unigenes）进行De novo转录组组装。使用RNA-seq分析对OVC和健康卵巢组织（OV）以及输卵管癌（FTC）和健康输卵管（FT）组织之间的差异基因进行比较。通过EM(Expectation Maximization, EM)算法使用RNA-seq，结果显示：与OV组织相比，在OVC组织中鉴定出3434个差异表达基因（DEGs），其中1950个基因显著上调、1484个基因显著下调。与FT组织相比，FTC组织中鉴定出2817个DEGs，其中1762个基因显著上调，1055个基因显著下调。KEGG通路富集分析显示，OVC组和OV组中上调的转录本参与细胞生长和增殖相关通路，而OVC组和OV组中下调的DEGs则在类固醇生物合成相关通路中富集。此外，与FT和OV组相比，FTC和OVC组的肿瘤抑制基因p53均下调；而促进细胞迁移的基因（如Ras相关蛋白Rap-1b、RHOA和RAC1）均被上调。总之，本研究对东方田鼠的OV和FT组织de novo转录组进行表征，并对卵巢组织和输卵管组织在健康和癌性中的差异进行RNA-seq分析。结果鉴定出东方田鼠在健康组织和癌性组织中的通路差异，对这些通路的分析可能有助于揭示原发性卵巢癌在东方田鼠中的发病机制。
2、样品制备与方法
实验室繁育东方田鼠，在温度为22±1.5°C、相对湿度为50±5%的笼子中饲养，标准配制饲料和无菌水喂食。家系繁育过程中，发现东方田鼠的 OVC 或 FTC 比例不稳定（~4%）。本研究共繁衍110只雌性东方田鼠，其中4只患有癌症。被发现患有癌症的动物平均年龄为1 年，平均寿命为 3-4 年，患有癌症的动物有腹水和行动迟缓症状。
对4只患有卵巢癌和2只健康的东方田鼠进行安乐死，收集癌组织和健康组织，样本存储在-80℃的超低温冷冻柜中。对样本进行病理学观察及RNA-seq实验分析。
3、实验结果
健康与癌性卵巢和输卵管组织之间的DEGs
与癌症发展相关的DEG的小提琴图
小结
本研究对东方田鼠De novo转录组表征并进行RNA-seq分析，以确定OVC、OV、FTC和FT组织之间的遗传差异。结果表明，癌组织和健康组织之间生物学通路富集不同。未来对这些通路的分析将有助于进一步揭示东方田鼠原发性卵巢癌的发病机制。本研究中的一些DEGs也被报道为与人OVC相关的标记基因，如CYR61、RAP1B、RHOA、RAC1和BTG3。因此，东方田鼠或许可以用来更好地研究人卵巢癌。
参考资料：
Hu Q, Gao M, Zhang D, Leng B, Wang J, Liu Q, He S, Zhi W, Zhou Z. De novo assembly and transcriptome characterization: Novel insights into the mechanisms of primary ovarian cancer in Microtus fortis. Mol Med Rep. 2022 Feb;25(2)
摘要
东方田鼠（Microtus fortis）中某些品系成年雌性田鼠的原发性上皮性卵巢癌（ovarian cancer，OVC）自然发病率相对较高。东方田鼠OVC与人上皮性OVC有些病理学相似之处，因此东方田鼠可以用于研究人OVC的动物模型。东方田鼠由于缺乏可用的遗传信息，限制了常用免疫学方法的使用，因而本研究使用高通量测序技术来揭示东方田鼠中原发性OVC发病机制，通过组织病理学苏木精-伊红染色法来诊断癌症患者。本研究以东方田鼠为样本对短reads组装软件Trinity产生的339830个单基因（unigenes）进行De novo转录组组装。使用RNA-seq分析对OVC和健康卵巢组织（OV）以及输卵管癌（FTC）和健康输卵管（FT）组织之间的差异基因进行比较。通过EM(Expectation Maximization, EM)算法使用RNA-seq，结果显示：与OV组织相比，在OVC组织中鉴定出3434个差异表达基因（DEGs），其中1950个基因显著上调、1484个基因显著下调。与FT组织相比，FTC组织中鉴定出2817个DEGs，其中1762个基因显著上调，1055个基因显著下调。KEGG通路富集分析显示，OVC组和OV组中上调的转录本参与细胞生长和增殖相关通路，而OVC组和OV组中下调的DEGs则在类固醇生物合成相关通路中富集。此外，与FT和OV组相比，FTC和OVC组的肿瘤抑制基因p53均下调；而促进细胞迁移的基因（如Ras相关蛋白Rap-1b、RHOA和RAC1）均被上调。总之，本研究对东方田鼠的OV和FT组织de novo转录组进行表征，并对卵巢组织和输卵管组织在健康和癌性中的差异进行RNA-seq分析。结果鉴定出东方田鼠在健康组织和癌性组织中的通路差异，对这些通路的分析可能有助于揭示原发性卵巢癌在东方田鼠中的发病机制。
2、样品制备与方法
实验室繁育东方田鼠，在温度为22±1.5°C、相对湿度为50±5%的笼子中饲养，标准配制饲料和无菌水喂食。家系繁育过程中，发现东方田鼠的 OVC 或 FTC 比例不稳定（~4%）。本研究共繁衍110只雌性东方田鼠，其中4只患有癌症。被发现患有癌症的动物平均年龄为1 年，平均寿命为 3-4 年，患有癌症的动物有腹水和行动迟缓症状。
对4只患有卵巢癌和2只健康的东方田鼠进行安乐死，收集癌组织和健康组织，样本存储在-80℃的超低温冷冻柜中。对样本进行病理学观察及RNA-seq实验分析。
3、实验结果
转录组和单基因图谱
健康与癌性卵巢和输卵管组织之间的DEGs
与癌症发展相关的DEG的小提琴图
DEG的KEGG富集分析
小结
本研究对东方田鼠De novo转录组表征并进行RNA-seq分析，以确定OVC、OV、FTC和FT组织之间的遗传差异。结果表明，癌组织和健康组织之间生物学通路富集不同。未来对这些通路的分析将有助于进一步揭示东方田鼠原发性卵巢癌的发病机制。本研究中的一些DEGs也被报道为与人OVC相关的标记基因，如CYR61、RAP1B、RHOA、RAC1和BTG3。因此，东方田鼠或许可以用来更好地研究人卵巢癌。
参考资料：
Hu Q, Gao M, Zhang D, Leng B, Wang J, Liu Q, He S, Zhi W, Zhou Z. De novo assembly and transcriptome characterization: Novel insights into the mechanisms of primary ovarian cancer in Microtus fortis. Mol Med Rep. 2022 Feb;25(2)
标签：
RNA甲基化
