纳米孔测序揭示浆细胞性乳腺炎全长转录组特征及其潜在机制

【字体: 时间:2025年04月17日 来源:BMC Genomic Data 1.9

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  为探究浆细胞性乳腺炎(PCM)的转录组特征及潜在机制,研究人员开展 PCM 全长转录组研究。通过 ONT 测序等技术,发现大量新转录本和基因等。该研究为 PCM 发病机制提供新见解,为优化个性化治疗提供思路。

  在女性乳腺健康领域,浆细胞性乳腺炎(Plasma Cell Mastitis,PCM)是一种较为棘手的病症。它虽然并不常见,却给患者带来诸多困扰。PCM 以乳腺组织中浆细胞异常增殖为特征,主要症状包括乳房肿胀、疼痛、红斑,还可能出现乳头溢液和乳房肿块 。目前,其确切病因尚不明确,可能与乳房创伤、感染、乳管阻塞、免疫相关疾病以及激素水平变化等因素有关。在治疗方面,主要依靠手术切除,有时会辅助中药治疗,但即便如此,该病的复发率仍居高不下,且发病率呈上升趋势,甚至在儿童和男性中也有出现。更为关键的是,由于对其发病机制了解有限,临床上缺乏精准的诊断方法和个性化的治疗方案,严重影响患者的生活质量。因此,深入探究 PCM 的发病机制迫在眉睫。
为了揭开 PCM 的神秘面纱,河南省中医院甲状腺乳腺病科的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们运用纳米孔测序技术(Nanopore sequencing technology,ONT)对 PCM 进行全面剖析,相关研究成果发表在《BMC Genomic Data》杂志上。

研究人员在开展研究时,采用了多种关键技术方法。首先,从 4 例 PCM 患者和 4 例正常受试者获取乳腺组织样本。接着进行 RNA 提取,构建 cDNA 文库,并利用 ONT 的 PromethION 平台进行测序 。之后,运用多种软件工具,如 Astalavista 软件分析可变剪接类型、MISA 程序分析简单序列重复(Simple Sequence Repeat,SSR)、DESeq2 软件进行差异表达分析等。通过这些技术手段,全面分析 PCM 的转录组信息。

研究结果如下:

  • ONT 测序概况:构建了 8 个转录组文库,每个样本测序产生 3.94 GB 的清洁数据。经筛选和比对,获得大量高质量数据,确定了 39,408 个新转录本和 20,980 个基因 。
  • 新基因编码序列、转录因子和 lncRNAs 预测:利用软件预测出新转录本的编码序列(Open Reading Frames,ORFs)、转录因子(Transcription Factors,TFs)和长链非编码 RNA(Long non - coding RNA,lncRNAs)。共得到 14,783 个 ORFs,5,409 个 TFs 和 1,808 个 lncRNA 转录本 。
  • RNA 转录后编辑事件:发现了多种选择性剪接(Alternative Splicing,AS)事件,如外显子跳跃(Exon Skipping,ES)等,其中 ES 比例最高。还鉴定出 SSR 位点,其重复单元以 p1 最为常见 。
  • 差异 mRNA 表达谱:分析发现 2,172 个差异基因和 2,081 个差异转录本。GO 和 KEGG 富集分析显示,差异基因和转录本在免疫反应和细胞间相互作用等功能上存在差异 。
  • 差异表达转录本蛋白网络互作分析及关键基因鉴定:通过分析蛋白质相互作用网络,确定了与疾病相关的关键基因。上调网络中的蛋白与免疫系统相关,下调网络中的蛋白与细胞黏附有关 。
  • xCell 分析鉴定 PCM 免疫微环境中的浸润细胞:利用 xCell 算法分析免疫细胞丰度,发现 PCM 患者与正常组织在淋巴细胞、髓样细胞和上皮细胞等免疫细胞类型上存在显著差异 。
  • qRT - PCR 验证结果:对 20 个显著差异基因进行 qRT - PCR 验证,结果与 ONT 测序数据趋势一致,证实了数据的可靠性 。

在研究结论与讨论部分,研究人员指出,虽然 PCM 的病因和发病机制尚未完全明确,但普遍认为其与自身免疫有关。此次研究预测出的差异表达 lncRNAs 和 TFs 可能在 PCM 中发挥重要免疫调节作用。同时,KEGG 富集分析中发现的与病毒感染相关的通路,并非意味着 PCM 与病毒感染直接相关,而是与机体免疫细胞反应有关。此外,通过蛋白质 - 蛋白质相互作用(Protein - Protein Interaction,PPI)分析确定的关键蛋白,与细胞免疫、运动和黏附相关,ESR1 表达降低可能是 PCM 的触发因素之一。xCell 分析虽未强烈支持 PCM 导致浆细胞大量浸润的假设,但发现浆细胞样树突状细胞(pDC)有更明显的富集,值得进一步研究。

总的来说,该研究通过 ONT 测序全面探索了 PCM 的分子调控机制,为 PCM 发病机制的研究提供了新的视角,也为开发新的诊断和治疗策略奠定了理论基础,对推动 PCM 临床诊疗的发展具有重要意义。
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