慢粒急变期患者PBMC转录组测序及差异剪接表达研究

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背景:慢性粒细胞白血病(chronic myeloid leukemia,CML)是以费城染色体(philadelphia,Ph)为特征的骨髓恶性增殖性疾病。其特征性标志BCR/ABL融合蛋白具有强烈酪氨酸激酶活性,可异常激活下游多条信号通路并刺激造血细胞异常增殖和恶性转化。CML自然病程可分为慢性期(chronic phase,CP)、加速期(accelerated phase,AP)和急变期(blast crisis,BC),CP相对较长且由酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor,TKI)治疗症状可控,但许多遗传,表观遗传改变和m RNA表达异常与治疗抵抗和白血病进展密切相关。另外,选择性剪接(alternative splicing,AS)从单一的编码序列产生多个不同功能的m RNA,而这是与疾病和治疗高度相关的人类蛋白质组多样性的主要来源。研究表明多种基因的AS与疾病的进展有关,但尚缺乏参与CML进展的全部选择性剪接报道。因此,CML的差异基因表达分析和融合转录本鉴定有助于研究疾病的演变。随着高通量测序技术(high throughput m RNA sequencing,RNA-seq)的发展,因其更加精确地检测方法已被广泛应用于转录组分析。在本研究中,对CML和健康者标本进行RNA-seq分析比较,以筛选其差异基因和剪接转录本。全面的转录分析可以阐明三相骨髓增生异常的复杂内部作用,启发我们探索疾病不同阶段的特征,并有助于识别新的预后标记和治疗靶点。目的:探究CML各阶段外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)转录组测序及剪接情况。方法:运用RNA-seq技术,分析10例CML患者(5例慢性期和5例急变期)和5例健康志愿者PBMC的转录组差异和选择性剪接表达。通过实时荧光定量PCR(quantitative polymerase chain reaction,q PCR)和蛋白印迹(Western blot,WB)验证测序结果的准确性。结果:在CML与健康对照之间,检测到数千个差异表达的基因(differential expressed genes,DEGs),包括参与核糖体和细胞因子-细胞因子受体相互作用的基因。剪接变异分析显示在所有标本中内含子保留是最常见的选择性剪接事件。慢性期与急变期存在差异剪接的基因功能富集分析显示剪接功能通路,核苷酸切除修复功能通路与CML急变高度相关。各组DEGs和差异剪接基因分析通过q PCR实验验证与测序结果一致。其中参与剪接功能通路的HNRNPA1蛋白验证结果显示,HNRNPA1(8号外显子缺失)亚型在健康对照组(8/8例)中表达量显著高于CML-BC(0/8例)与CML-CP(5/9例)组。结论:本研究发现CML各期的差异表达和选择性剪接模式提供了新的思路,且发现了SON和HNRNPA1等基因选择性剪接亚型和疾病进展相关的功能通路。
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