临床样本组学研究Day2--RNA 及转录组学研究（mRNA ）

我们所熟知的传统的转录组学研究，就是表达谱组学研究，研究对象是可编码蛋白质的mRNA。

01

研究目的

1：了解不同分组间样本mRNA转录组特征的差异

2：发现不同分组间，差异表达的关键基因（上调/下调）

3：了解差异表达基因主要影响哪些生物学功能或过程

4：为后续的机制实验研究提供分子靶标，提高命中率

以上为常见的表达谱研究的实验目的，也可以看作是表达谱数据分析的主要组成模块。即寻找差异基因、GO和KEGG功能富集分析和湿实验验证。

表达谱组学研究的生物样本种类丰富，可包括：体外培养细胞、临床患者细胞/组织，动物细胞/组织等。

常见的分组：疾病/健康对照，不同组织来源（癌vs癌旁；组织定置细胞vs血液游离细胞），不同预后，不同治疗结局，疾病不同的发展阶段等。

02

实验方法

1：mRNA芯片

目前较为少用，费用不低，可测的基因数目相对较少。原理是通过设计好的荧光杂交探针来研究不同分组间已知基因的转录组特征。

2：mRNA测序

目前应用十分广泛，不对引物或探针进行设计，已知基因和未知基因都可以检测到。

03

数据分析结果呈现

1：火山图

下图所示，为常见的两个分组间差异表达基因的火山图。

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2：复杂分组的火山图

下图所示，是复杂的多重分组火山图。

一重分组：两种T细胞，即Lung TRM细胞和blood TEM细胞

二重分组：一重分组中的两种T细胞离体后，分为是否使用CD3+CD28+抗体刺激。即resting状态和CD3+CD28+刺激状态。

结果分析：

1：左右对称的两个簇，左边为下调表达基因，右边为上调表达基因。

2：在单个簇中，我们可以看到相同的基因在蓝色点和灰色点上的位置不同。如下调表达基因中的SELL，其在resting状态下（灰色点），是具有统计学差异的（P<0.05）；但在CD3+CD28+刺激状态下（蓝色点） ，是没有统计学差异的（P<0.05）。

3：热图

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4：复杂分组的热图

一重分组：CCR2-,CCR2+,Mono

二重分组：根据细胞的特征性的maker，又分为MNP、dendritic cell、Monocyte

5：气泡图

通过GO和KEGG分析，得出气泡图。

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6：蛋白互作网络图

通过网络图，可以找出两组间差异表达基因的核心基因模块。

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【科研猫】网络图：基因互作-关键基因-带视频（5）

【科研猫】网络图：基因互作-关键基因-带视频（4）

【科研猫】网络图：基因互作-关键基因-带视频（3）

【科研猫】网络图：基因互作-关键基因-带视频（2）

【科研猫】网络图：基因互作-关键基因（1）

04

表达谱研究的注意事项

1：为我们挑选重要的靶基因分子或进行二次处理后的信息挖掘

2：利用公共数据库进行数据挖掘和多样本/数据集比对，例如:GEO

3：表达谱类的研究已经非常普遍了，我们在做表达谱临床研究中，尤其要注重临床表型选择和分组上的新颖性。

4：表达谱组学研究的难点还在于细胞分离、纯化和RNA提取过程。

临床样本组学研究系列往期

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