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      細(xì)胞發(fā)育過程中的流星會影響疾病風(fēng)險
      
			
      
				2019-07-04 08:42:40
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      在細(xì)胞發(fā)育期間在不同時間點(diǎn)發(fā)生的個體之間基因表達(dá)的短暫差異可能對成熟組織和細(xì)胞類型中的疾病的最終風(fēng)險產(chǎn)生影響。
      

      本周在“ 科學(xué)”雜志上發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，芝加哥大學(xué)和約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員分析了人類干細(xì)胞中16個時間點(diǎn)的RNA序列數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)發(fā)展為心肌細(xì)胞或心肌細(xì)胞。在這個過程中，他們發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個表達(dá)數(shù)量性狀基因座(eQTL)，與個體間基因表達(dá)差異相關(guān)的DNA切片。
      

      細(xì)胞發(fā)育過程中的流星會影響疾病風(fēng)險
      

      基因表達(dá)方式的這些差異可能具有功能意義，甚至可能解釋不同的疾病風(fēng)險。由于表達(dá)中的許多這些差異發(fā)生在發(fā)育期間的中間點(diǎn)，因此科學(xué)家們不能通過僅研究成熟的，完全發(fā)育的組織來看待它們。
      

      “這些協(xié)會就像流星一樣，”UChicago遺傳醫(yī)學(xué)主任，該研究的高級作者Yoav Gilad博士說。“它們在一個點(diǎn)上出現(xiàn)，在發(fā)育過程中從未出現(xiàn)過，它們實(shí)際上可能對成熟組織的表型很重要，甚至可能是疾病。但除非你在那個特定的時間研究那些特定的細(xì)胞類型，否則你永遠(yuǎn)不會看到它們。 “
      

      該項(xiàng)目由Gilad在UChicago的實(shí)驗(yàn)室和約翰霍普金斯大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程副教授Alexis Battle博士實(shí)驗(yàn)室合作完成。他們從多能干細(xì)胞開始，這是一種人工干細(xì)胞，可以誘導(dǎo)生長成許多不同的細(xì)胞類型。在這項(xiàng)研究中，細(xì)胞分化為心肌細(xì)胞，即心臟中的主要收縮肌細(xì)胞。
      

      研究人員在16天內(nèi)每天一次從細(xì)胞中取樣RNA，因?yàn)樗鼈儼l(fā)育成心肌細(xì)胞。這使他們能夠在細(xì)胞類型中每天測量基因表達(dá)，這些細(xì)胞類型不是真正的起始干細(xì)胞，也不是真正成熟的心臟細(xì)胞。通過抽取成人組織獲得遺傳活動的一個快照，他們能夠看到16個額外的快照，直到那一點(diǎn)。
      

      發(fā)育過程中出現(xiàn)的短暫差異有助于解釋不是由單一基因突變引起的復(fù)雜疾病(如癌癥，心臟病或糖尿病)的風(fēng)險差異。相反，這些復(fù)雜的疾病很可能是由數(shù)十個(如果不是數(shù)百個)微妙的基因突變以及與生活方式和環(huán)境的相互作用引起的。就其本身而言，這些小突變不會影響您的整體健康，但它們可以共同提高特定疾病的風(fēng)險。新的研究表明，這些小的遺傳差異可能會影響基因在整個過程中的許多方面的表達(dá)。
      

      “我們認(rèn)為可以最終解釋您的風(fēng)險特征的許多相關(guān)分子變化不會發(fā)生在我們可以從成人體內(nèi)采集的心臟，肝臟或胰腺的成熟組織中。它們可能發(fā)生在更早的某個地方。”
      

      從一個人身上取出干細(xì)胞，將它們哄騙到不同種類的成熟細(xì)胞中 - 同時定期對RNA表達(dá)進(jìn)行取樣 - 仍然是耗時且昂貴的，因此本研究的結(jié)果不會立即變成診斷工具。但吉拉德說，隨著研究人員更多地了解這些“流星”基因表達(dá)的差異意味著什么，他們可能能夠發(fā)現(xiàn)它們在成熟組織中留下的最終遺傳特征。這樣，例如，如果他們在基因組中看到某種模式，他們可能知道這意味著在特定細(xì)胞類型的某一天的發(fā)育中存在特定水平的表達(dá)。
      

      “我們現(xiàn)在可以在另一個方面思考，”吉拉德說。“我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了我們?nèi)绾蔚竭_(dá)這里的歷史，而不是采取人類并對您在您面前看到的所有內(nèi)容進(jìn)行抽樣，而且其中一些差異無法再被觀察到了。”
      
			

			
        
      
			
      
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