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

1、目的:造血干細胞(Hematopoietic stem cell，HSC)是一類血液系統(tǒng)成體干細胞，具有長期自我更新的能力和分化成各類成熟血細胞的潛能。造血干細胞命運維持與轉(zhuǎn)化機制的研究，對血液疾病的預(yù)防、診斷和治療具有重要意義，然而這些機制至今仍未被闡明。本研究通過分析基因表達芯片數(shù)據(jù)尋找造血干細胞與分化、衰老和疾病相關(guān)的關(guān)鍵基因及其重要功能通路，為進一步探討造血干細胞維持與轉(zhuǎn)化機制和尋找新的疾病治療靶點奠定基礎(chǔ)。
　　方法:(

2、1)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)選取自GEO數(shù)據(jù)庫中造血干細胞差異基因表達譜數(shù)據(jù)。(2)采用編程方法對芯片的原始圖像信號進行預(yù)處理，從而得到數(shù)據(jù)集中有效探針的表達值。(3)選擇基于倍數(shù)變化的RankProd算法進行統(tǒng)計分析，獲得顯著差異表達的基因(DEGs)。(4)基于DAVID在線工具進行DEGs的功能注釋與通路富集分析。(5)通過GeneMANIA在線工具構(gòu)建以功能基因為節(jié)點的差異表達基因的共表達網(wǎng)絡(luò)、物理互作網(wǎng)絡(luò);(6)通過StemCellNet在

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

4、個在分化、衰老和疾病活動中均有擾動的差異表達基因。(4)成功對差顯基因進行功能注釋，并獲得感興趣的功能通路。(5)獲得差異表達基因共表達網(wǎng)絡(luò)、物理互作用網(wǎng)絡(luò);本研究新發(fā)現(xiàn)多個未報到的、可能與細胞干性相關(guān)的基因(HERC5、MIR15B、MIR302A等)。
　　結(jié)論:本研究通過差異表達譜研究與功能網(wǎng)絡(luò)分析相結(jié)合，在確定了大量感興趣的造血干細胞相關(guān)基因、通路的同時，發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)基因間的相互作用關(guān)系，為揭示造血干細胞及相關(guān)疾病的分子機制