河南白癜风医院 http://m.39.net/pf/a_4324727.html做生命科学实验的小伙伴们最苦逼，大家每天起早摸黑地泡在实验室里也不一定有能得到理想的实验结果。从一个简单的生物学外在表型，去挖掘其内在的作用机制，确实是一个非常有趣的科学问题。但是，看不见摸不着的内在作用机制到底是什么，可能我们穷尽无数个日日夜夜也找不出来谁才是罪魁祸首。今天，小编和大家分享一篇发表研究小鼠心脏发育过程中的转录组研究文章，来了解下怎么样能在做最少生物学实验，又能在极短的时间里就能发表文章。提出科学问题冠心病由于动脉粥样硬化而减少心脏血液的供给严重影响了病人的正常供血，由于冠状动脉的极性血栓对生命造成了严重的威胁。这种急性血栓极易引起心肌梗塞，进而可能在几个小时之内使心肌细胞死亡。由于成人心肌细胞更新，分化和修复的限制，心肌细胞的死亡将是不可逆的。因此，深入了解心肌细胞的自我更新过程有助于我们开发新的药物而使这种现状得以改善。前期研究已报道小鼠出生2天的幼崽心肌细胞增殖活跃，而在13天时已进入缓慢阶段。因此，了解这两个阶段的分子机制的变化，有助于我们理解心肌自我更新过程的内在调控机制，进而为治疗冠心病导致的心肌细胞死亡提供理论基础。实验样本准备确定了研究的问题后就需要准备实验样本了，为了确认小鼠的生物学表型，研究人员对出生2天和13天的小鼠心脏进行了细胞增殖marker--Ki-67和pH3的染色，发现出生2天的小鼠明显高于13天的小鼠。同时，免疫共沉淀实验表明细胞分化也明显高于出生13天的小鼠。RT-qPCR也验证了心肌前体细胞marker：Gata4,c-kit和islet1在出生13天后明显表达降低。这些结果表明小鼠在出生13天后心脏的生长和分化开始受到抑制。芯片实验与数据分析为了探究小鼠心脏由生长活跃到抑制的转化过程，研究人员用基因表达谱芯片对出生2天和13天的小鼠心脏进行了全基因组的基因表达比较，发现有个上调和个下调基因。该部分结果表明，在心脏生长分化活跃的强弱与大量基因表达的变化有关。1GO富集分析这么多的差异基因到底参与了哪些生物学功能呢？首先，研究人员将差异进行了GO富集分析，发现主要集中在细胞周期，染色体分离，微管骨架，DNA代谢过程，细胞膜，细胞分化，细胞因子生成和免疫反应等生物学过程。该结果表明，细胞周期过程和DNA复制过程在小鼠出生13天后就受到限制，而免疫和分化过程却得到加强。2KEGGpathway富集分析KEGG富集分析鉴定到41个显著性的pathways，其中，最显著的通路为细胞周期和DNA复制。此外，大量的代谢pathways也得到富集，包括：类固醇和脂肪酸生物合成，谷胱甘肽代谢，酮体合成和降解，萜类化合物和胆汁酸合成等。同时，免疫系统相关和心脏病相关pathway也得到富集。该部分结果表明，在出生后的心肌细胞发育过程中，存在复杂的生长与代谢相关过程的变化，同时也暗示着，如果对这些过程进行调控，可能可以对成人的细胞修复过程进行人为干预。3GSEA分析为了进一步分析差异基因涉及的KEGGpathwaygenesets，研究人员进行了GSEA分析，结果表明有73个下调的genesets，其中有14个显著性差异，主要集中在细胞周期和DNA复制sets，该结果与上部分KEGGpathway富集分析结果相一致。4IPAnetwork分析了解了差异基因所在的功能通路，那么，他们之间又存在什么关系，上下游之间又是怎么调控的呢？研究人员进行IPAnetwork分析。Geneinteractionnetwork结果表明，MYH7，NPPA，NPPB和ACTA1，对心肌细胞的增殖转化过程非常重要，GATA4和IGF1R与细胞周期，再生密切相关。IPA调控机制分析表明TASP1,TOB1,C1orf61,AIF1,ROCK1,TFF2和miR-5p可能在出生后13天发挥重要的调控作用，对抑制心肌细胞增殖和G1/S期的转化非常重要。RT-qPCR验证前面的生物信息学分析表明了在小鼠心脏发育过程中体内重要的调控网络和生物学通路调控，为了验证以上的分析结果，研究人员对芯片分析得到的差异基因进行了验证，主要包括细胞周期通路，IPAnetwork重要基因等。验证结果显示，RT-PCR和结果与芯片结果是高度一致的，也与IPA分析得到的重要基因变化趋势一致。以上就是该研究的主要研究思路和研究结果。可以看到，该研究主要进行了样本表型确认，高通量表达谱芯片分析与生物信息学数据分析和最后RT-qPCR验证这三个过程。其中，实验部分主要是前后两部分，主要结果是完整和深入的生物信息学分析（GO/KEGGpathway，GSEA，IPA）。该研究给我们很好的展示了最少量的实验加上丰富的生物学分析就可以帮我们找到某一个生物学问题的内在机制，也能帮我们发表比较可观的SCI文章提供了参考。预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇
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