轉錄組測序竟然還可以這麼研究腫瘤!


轉錄組測序竟然還可以這麼研究腫瘤!

隨著高通量測序技術的不斷髮展,目前市面上的測序產品可謂是琳琅滿目,小編細數了下基因組、轉錄組、表觀組、蛋白組、代謝組等產品大類下大概有上百個測序子產品,各家公司各有千秋,但是遇到腫瘤研究時該從何下手呢?總不能把所有的產品都挨個測一遍吧(土豪請忽略此條!),今天小編就給大家講講安諾醫學轉錄組測序如何將RNA測序技術與腫瘤研究完美結合~

1. 醫學轉錄組之表達定量

轉錄組測序的一個特點就是先對基因進行表達定量,那麼表達定量的計算方式又有FPKM、TPM、RPKM等多種方法,為滿足在腫瘤類樣本中研究不同維度基因表達水平的需求,安諾優達醫學轉錄組同時採用了FPKM和TPM兩種常用方法進行基因表達定量分析,以便客戶按照自己的研究目標挑選一種結果進行深入研究分析。

此外,基因通過轉錄翻譯表達成蛋白才能發揮其功能,同一基因可能會產生不同的轉錄本,扮演不同的生物角色。因此,基因各轉錄本的表達量的定量分析對解析基因具體功能有重要的意義。也就是說安諾醫學轉錄組可以給出

基因表達定量和對應的轉錄本表達定量結果,既可與腫瘤樣本上游基因層面的研究相結合,又可與腫瘤樣本下游具體的轉錄本和蛋白質的研究相連接。貫穿上下游研究,此為完美結合之一。

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表達量小提琴圖

2. 醫學轉錄組之差異表達分析

在轉錄組測序研究中,重點就是研究差異表達基因,那麼基於兩個維度的表達定量結果來分析差異基因也是水到渠成的事情了,即安諾醫學轉錄組可以同時分析差異表達基因和差異表達轉錄本的情況,這兩種分析結果同樣可以結合腫瘤樣本的基因組和蛋白組上下游研究,此為完美結合之二。

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交互型火山圖

3. 醫學轉錄組之功能分析

安諾醫學轉錄組功能分析在差異mRNA聚類分析、GO功能分析、KEGG代謝通路分析的基礎上又新增差異表達基因轉錄因子分析差異表達基因COSMIC註釋

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差異基因聚類圖


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GO富集氣泡圖

轉錄水平調控是基因表達調控的重要環節,其中轉錄因子(Transcription Factor)是一群能與基因5-端上游特定序列專一性結合,從而保證目的基因以特定的強度在特定的時間與空間表達的蛋白質分子。許多生物學功能的實現都通過調節特異性轉錄因子實現對下游功能基因的轉錄激活或抑制,所以有必要了解腫瘤細胞中轉錄因子的差異表達。

COSMIC(Catalogue Of Somatic Mutations In Cancer)是目前最大最全的關於腫瘤中基因突變的數據庫,其中的癌基因統計CGC(The Cancer Gene Census)數據庫提供了已確定與腫瘤相關的基因列表。將分析得到的差異表達基因進行註釋,提取出與腫瘤相關的差異表達基因相關信息。既有對腫瘤樣本的常規功能分析又有腫瘤特色的註釋分析,此為完美結合之三。

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4. 醫學轉錄組之腫瘤特色分析

安諾醫學轉錄組中的腫瘤特色分析是醫學轉錄組的終極大boss,也是整個產品中最令人期待的分析模塊,該模塊分析內容有腫瘤微環境分析新生抗原分析HLA-ClassI-分型抗原呈遞加工機器分析融合基因分析融合基因蛋白分析。分析內容滿滿噠,此為完美結合之四!

在腫瘤樣本的RNA-seq數據中,包含腫瘤微環境裡各類細胞的表達信號,因此根據不同類型細胞的標誌性基因表達量,通過去卷積的方式辨識不同類型細胞的含量,判斷該腫瘤樣本T細胞、B細胞、NK細胞、上皮細胞、腫瘤相關纖維母細胞、腫瘤細胞的含量,可用於對腫瘤樣本免疫細胞浸潤情況進行分析。

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腫瘤免疫微環境[1]

在癌症免疫治療領域,除了通過免疫檢查點抑制劑的使用來提高患者免疫系統活性以外,還有另外兩種重要的治療方式,分別是細胞免疫治療和腫瘤疫苗,在這兩種癌症免疫治療方式中,新生抗原肽段都是激活患者免疫系統的關鍵因素,因此如何獲得準確、全面的新生抗原肽段序列就顯得非常重要。目前,獲得新生抗原肽段序列的主要方式,是基於患者正常組織樣本和癌症組織樣本的DNA和RNA測序數據進行預測。在轉錄組分析中,主要是採用融合基因分析結果進行新生抗原的預測。

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HLA類型圖

抗原加工與呈遞機器會將癌症細胞內攜帶體細胞突變的蛋白質分子切割成小肽段,並經過肽段運輸、肽段切割、肽段加載與抗原呈遞等過程,將癌症細胞內的新生抗原呈遞到細胞表面,被免疫細胞識別後引發免疫反應。在這個過程中,如果相關基因發生表達量的降低,會引起對應蛋白的功能異常,導致新生抗原無法被呈遞到細胞表面,發生免疫逃逸。如果具有抗原加工與呈遞機器缺陷,免疫治療效果會不好,安諾醫學轉錄組對抗原呈遞機器相關基因進行表達分析並統計。

利用二代轉錄組數據進行融合基因分析,精確度高、通量大、成本低。目前已確認了數百個基因融合,其在腫瘤的發生發展過程中起著重要作用。融合基因的識別有助於推動疾病尤其是腫瘤的研究,這對臨床分子分型和腫瘤新藥的開發具有重要意義。

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融合基因檢測結果circos展示圖

相信你已經瞭解了安諾醫學轉錄組的強大功能了吧,分析內容既全面又專研腫瘤,將轉錄組技術完美的服務於腫瘤的研究中,充分挖掘腫瘤轉錄層面的信息,毫無間隙的與基因組和蛋白質組的研究銜接起來,一步到位解決你的顧慮!

安諾基因在轉錄組測序方面擁有多樣化的產品類型,涵蓋了普通轉錄組測序產品,醫學轉錄組測序產品、lncRNA測序產品、醫學lncRNA測序產品、circRNA測序產品、全轉錄組測序產品等,各類型產品均具有豐富的項目經驗及物種經驗,擁有專業的實驗團隊、分析團隊以及領先的二代、三代測序平臺,為大家提供高質量的測序服務,滿足廣大科研工作者們的研究需求,一切只為助力科研。


參考文獻:

[1] Balkwill F R, Capasso M, Hagemann T. The tumor microenvironment at a glance[J]. Journal of Cell Science, 2012, 125(23):5591-6.


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