研究比较芯片和测序在分析无细胞胎儿RNA转录组上的能力

美国塔夫茨医学中心（Tufts Medical Center）的一组研究人员最近评估了芯片和新一代测序在分析无细胞胎儿RNA中基因表达的能力。他们发现，表达芯片带来了基因表达的更广泛视图，特别是对低浓度或降解的样品，而在这一方面，RNA-seq面临“技术上的挑战”。研究人员认为，芯片并不是一种“过时的技术”。

　　

作者：Justin Petrone

来自GenomeWeb的消息——美国塔夫茨医学中心（Tufts Medical Center）的一组研究人员最近评估了芯片和新一代测序在分析无细胞胎儿RNA中基因表达的能力，这些胎儿RNA来自羊水上清。

他们发现，表达芯片带来了基因表达的更广泛视图，特别是对低浓度或降解的样品，而在这一方面，RNA-seq面临“技术上的挑战”。与此同时，他们也指出，RNA-seq的数据让人更好地专注选择性剪接以及与胎儿发育相关的特异生物学通路。

这些结果发表在上周的《Prenatal Diagnosis》杂志上。

“我们最终了解到的是，使用芯片并没有那么糟，因为你能得到更多鉴定出的序列，”塔夫茨母婴研究所的执行主管Diana Bianchi谈道，她也是这篇文章的通讯作者。“若你希望通过RNA-seq检测到额外的序列，那么你似乎需要更高质量的RNA，”她告诉BioArray News。

Bianchi表示，她和她的同事主动去比较表达芯片和RNA-seq，部分原因在于人们认为芯片是一种“过时的技术”。过去，她们曾在研究中使用过表达芯片，特别是Affymetrix的HG-U133 Plus 2.0基因芯片。由于研究人员购买了那款芯片，她们也就没有将RNA-seq与Affy最新、600万探针的人类转录组芯片（Human Transcriptome Array）进行比较，这款新产品提供了与RNA-seq更相似的覆盖度。

“我们决定研究那些芯片，因为我们有兴趣应用其基因列表来开发治疗方案，用于产前治疗，”Bianchi谈道。她指出，研究人员继续使用Broad研究院的Connectivity Map，这是个全基因组范围的Affymetrix U133表达数据集合，来自那些用具有生物活性的小分子处理过的人类培养细胞。将特定条件下的差异表达基因上传到Connectivity Map，他们就能了解哪些治疗方案有可能逆转异常的转录组。

“对于这款芯片，一旦你开始建立数据库，在短期内就几乎离不开它了，”Bianchi如此评价U133。

为了比较U133和RNA-seq，Bianchi及其同事准备了分析所用的无细胞胎儿RNA，它们来自中期妊娠样本的羊水上清。分析是利用U133和Illumina的HiSeq开展的，她们组装了转录组，并根据信号存在、基因表达排序及Ingenuity Pathway Analysis的通路富集进行比较。她表示，她们还研究了RNA-seq的数据，以了解选择性剪接的证据。

根据这篇文章，对于单个样本，基因表达强烈相关。与此同时，利用Affymetrix的芯片观察到8,842个表达基因，而Illumina测序仅观察到4,158个。作者写道，对于IPA软件的生理系统开发和功能类别中最热门的通路，两个平台都有，不过RNA-seq产生了更为显著的p值。另外，利用RNA-seq，在一些基因（包括H19和IGF2）中检测到已知的选择性剪接。

Bianchi将RNA-seq的表现归结到样本降解的问题。她指出，无细胞胎儿RNA是种“非常有趣的材料”，其中检测到的序列来自多个不同的器官。如果研究人员从特定生物中提取出RNA，则RNA-seq很有可能提供更高质量的数据。

“它们有明显的重叠，但主要是在高表达的基因，”Bianchi谈到这两种方法。“对于低表达的基因，芯片比RNA-seq更有弹性，”她说。“因此，RNA-seq比较容易受到技术问题的影响。”

不过，Bianchi也提醒说，RNA-seq文库制备过程的改善也有可能带来更高质量的数据。她还指出，研究人员已经选定了500万的读取深度，以便与U133进行更直接的比较，而更深度的测序可能产生不同的结果。

“我想说，这项研究并不是全部，也不是结束，”Bianchi说。“不过，它确实让人们恢复了继续使用芯片的信心，我们并不是在使用一种非常过时的技术，”她说。“芯片仍然能从那些独特、来自胎儿的材料中获得非常有价值的信息。”

至于RNA-seq检测选择性剪接事件的能力，Bianchi表示剪接信息还不能应用在临床，但在未来的某些情况下可能有用。她补充说，表达芯片和RNA-seq目前都只是作为研究工具，而她们实验室的大部分诊断工作是利用DNA测序开展的。

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