科研动态

口腔专题|同一模型不同层面发SCI系列(三)

来源:小博发布时间:2020-07-29

根据题目,顾名思义,本次内容其实是围绕口腔领域的五指山小型猪动物模型展开的相关研究,涉及表达谱研究、甲基化研究和非编码RNA的研究。这个系列中包含3篇文章,它们的实验设计都是一样的,不同的是:在相同的样本基础上开展不同层面的研究,这一点还是比较值得借鉴! 该系列中模型、样本分组信息均如下:动物模型:五指山小型猪下颌第三乳磨牙胚作为研究对象实验分组:E40、E50、E60分组 ,每个时期三个生物学重复 今天呢,主要介绍基于此设计下非编码RNA的相关研究!

 

他来了他来了,他又来了,还是一篇口腔领域的文章,还是五指山小型猪,还是那牙齿发育的三个阶段,是不是熟悉的配方,熟悉的味道?不过这回是LncRNA层面的研究。细胞外基质(ECM)不仅支持细胞运动和维持牙胚完整性,在牙齿发育过程中也起非常重要的作用,在之前的mRNA和甲基化文章中均提到了ECM受体通路,这篇文章围绕的就是LncRNA与ECM的故事。  论文题目:Integrated Analysis of LncRNA-mRNA Coexpression in the Extracellular Matrix of Developing Deciduous Teeth in Miniature Pigs,这篇文章发表在BioMed Research International上。

样本选择:依旧是五指山小型猪下颌第三乳磨牙胚作为研究对象,获取不同孕期的小型猪胚胎,选取胚胎E40、E50、E60三个时期。因为下颌第三乳磨牙胚在下颌牙列中发育较早,定位比较准确,发育时比较典型,对它进行取材。 初步探索:取E40 、E50、 E60每组3个样品进行LncRNA测序(聚类图中E60只有两个样本,推测是样本相关性不好进行了去除),三个阶段两两之间进行差异筛选,筛选差异LncRNA和差异mRNA,阈值FC (fold change)>2,P-value &FDR <0.05. 下图上边是mRNA,下边是LncRNA,分别是E50 vs E40, E60 vsE50差异基因数量的展示,以火山图,韦恩图,聚类图,柱状图列出。

 

mRNA图(火山图、韦恩图、热点图)

 

LncRNA图(韦恩图、柱状图、热点图)

 

后期筛选:如何进一步定位牙齿发育过程中的关键mRNA和lncRNA呢?1、E50 vs E40, E60 vsE50 差异基因显著性通路富集,ECM受体P值均小于0.05,而且排名比较靠前。右图对ECM受体通路内关键的基因倍数做了聚类图的展示。

显著性通路富集分析柱状图
 

CM受体通路内关键基因的热点图

 

2、分别构建E40 vs E50参与ECM通路的差异基因和E50 vs E60参与ECM通路的差异基因的信号转导网络。结果发现E40 vs E50参与ECM通路的核心基因主要功能主要集中在胞外基质的组织,包括黏附,整合素有关的通路;E50 vs E60参与ECM通路的核心基因参与胞外基质的解体,胶原蛋白的分解和结构的形态形成。

 


 

3、LncRNA-mRNA的共表达网络,构建与参与ECM通路相关的mRNA的LncRNA-mRNA调控网络LOC102165705, LOC102164777, LOC100516145与ECM通路有关的基因(TNR, SV2A, ITGB7, ITGB1, ITGB8, VTN, GP5, GP9, THBS3, ITGA3, ITGA9, GP1BA, LAMA2, LAMA4, LAMC3, and CHAD)。

 

思路汇总:通过思路图再回顾下整个流程,从前期样本收集—lncRNA+mRNA检测—数据分析挑选出关键通路ECM—全局信号转导网络筛选出ECM通路相关的关键mRNA——共表达网络筛选出ECM通路相关的关键lncRNA。 

 

研究结论:

LncRNA在牙齿发育过程中,在ECM途径中发挥了非常的作用。LncRNA通过调节一些关键性的基因和ECM的关键组分可以阶段性改变ECM过程,不同阶段LncRNA表达量也不一样。阶段性的ECM重塑为以后仿生支架在牙齿组织工程运用提供了基础。可惜了这篇文章没有做验证,不然影响因子肯定更好。


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