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Cell Reports Medicine| 肝臟芯片解析脂肪肝的預(yù)后分子譜學(xué)特征

时间:2024-12-28     【转载】   阅读

今日與大家分享一篇由范德堡大學(xué)的Ravi Shah教授及其研究團(tuán)隊(duì)在《Cell Reports Medicine》期刊上發(fā)表的研究論文。該論文深入探討了蛋白組學(xué)(研究蛋白質(zhì)的科學(xué)領(lǐng)域)與空間組學(xué)(研究生物組織分子在空間分布的科學(xué))的結(jié)合,并展示了如何將這一結(jié)合應(yīng)用于大規(guī)模人群研究,旨在識(shí)別與代謝相關(guān)脂肪肝(MASLD)相關(guān)的預(yù)后分子集合。通過運(yùn)用Emulate肝臟芯片技術(shù),研究人員成功在體外復(fù)現(xiàn)了脂肪肝的典型特征,并對(duì)這些預(yù)后分子集合進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果揭示了這些分子集合具有極高的臨床相關(guān)性。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于確定人類肝臟的預(yù)后和功能,以及在“液態(tài)活檢”技術(shù)方面的應(yīng)用具有重要意義,為生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)和機(jī)制研究開辟了新的途徑。

研究背景



代謝相關(guān)脂肪性肝。MASLD)波及全球超過30%人口,它不僅已成為導(dǎo)致終末期肝病的主要因素,還與多種慢性、系統(tǒng)性疾。òò┌Y、心血管疾病和腎功能障礙)密切相關(guān)。MASLD在組織學(xué)上表現(xiàn)為從單純脂肪變性到脂肪性肝炎,再到進(jìn)行性瘢痕形成(即疾病的不同分期。MASLD的病情發(fā)展過程極為復(fù)雜。目前,阻止其病情進(jìn)展的治療方法效果有限。因此,科學(xué)家們正在能夠早期發(fā)現(xiàn)脂肪變性的生物標(biāo)志物,為預(yù)防MASLD提供更加科學(xué)的依據(jù)。盡管缺乏組織活檢這一參考金標(biāo)準(zhǔn),但通過大型隊(duì)列研究和先進(jìn)的成像技術(shù),以及血液中的基因組和非基因組生物標(biāo)志物,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些有潛力的早期生物標(biāo)志物,如PNPLA3。然而,單憑基因變異并不能完全解釋行為和環(huán)境因素(如飲食、肥胖和糖尿病)對(duì)脂肪變性的影響。這些因素在更接近脂肪變性的其他分子狀態(tài)中有所體現(xiàn),如循環(huán)蛋白質(zhì)組學(xué)和肝組織圖譜。此外,肝臟活檢雖然常用于二級(jí)護(hù)理中檢測(cè)已確診的疾病,但在大型研究中,這種方法針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)人群既不道德也不實(shí)際。因此,建立一個(gè)轉(zhuǎn)化資源庫(kù),將分子洞察力與大型隊(duì)列流行病學(xué)、現(xiàn)代肝臟成像技術(shù)以及臨床結(jié)果的力量相結(jié)合,對(duì)于識(shí)別預(yù)后生物標(biāo)志物至關(guān)重要。這些生物標(biāo)志物可能會(huì)成為下游機(jī)理研究和治療開發(fā)的目標(biāo)。

在這項(xiàng)研究中,科學(xué)家們的目標(biāo)是建立一個(gè)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)資源庫(kù),用于研究人類的代謝相關(guān)脂肪肝疾病(MASLD)。他們通過分析大量人群的臨床蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù),并結(jié)合非侵入性測(cè)量肝臟脂肪變性的方法和肝臟組織的動(dòng)態(tài)變化,試圖找到與MASLD相關(guān)的循環(huán)蛋白質(zhì)。研究團(tuán)隊(duì)通過利用三個(gè)大型、前瞻性、跨國(guó)隊(duì)列(≈5,000人),覆蓋了廣泛的代謝風(fēng)險(xiǎn)人群,使用不同的非侵入性方法來測(cè)量肝臟脂肪變性,并識(shí)別出與疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)。他們?cè)u(píng)估了這些肝臟脂肪變性相關(guān)的蛋白質(zhì)組特征在更大規(guī)模樣本(超過26,000人)中對(duì)MASLD預(yù)后和相關(guān)臨床結(jié)果的影響。為了更深入理解這些生物標(biāo)志物并增強(qiáng)其組織特異性,科學(xué)家們使用了肝臟芯片模型來監(jiān)測(cè)肝臟脂肪變性過程中細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化。他們的最終目的是驗(yàn)證一種整合循環(huán)蛋白質(zhì)組、組織轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組以及人體模型的方法,是否能在人體肝臟的動(dòng)態(tài)代謝過程中找到生理上合理的靶點(diǎn),以期將臨床生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)與肝臟的生物學(xué)緊密聯(lián)系起來。


1、研究流程和研究樣本特征


本研究包括6個(gè)步驟,具體包括:(1)識(shí)別并驗(yàn)證與“肝脂肪變性”相關(guān)的蛋白質(zhì)組(涉及三項(xiàng)前瞻性觀察研究,共4996名參與者),(2)探究該蛋白質(zhì)組與肝脂肪變性相關(guān)的臨床結(jié)果之間的聯(lián)系(對(duì)英國(guó)生物銀行的26,421名參與者進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)13.7年的中位隨訪),(3)分析組織來源和相關(guān)分子通路的特性,(4)在完整的MASLD活動(dòng)和階段譜系中,研究編碼肝臟脂肪變性蛋白質(zhì)組的基因在人類肝臟中的表達(dá)模式,(5)明確這些基因在患有和未患有MASLD的人類肝臟中的細(xì)胞類型和空間分布,(6)在人源化肝臟芯片平臺(tái)上進(jìn)行靶標(biāo)測(cè)試,以觀察轉(zhuǎn)錄變化是否隨著脂肪變性的誘導(dǎo)而發(fā)生,并研究這些變化是否影響蛋白質(zhì)的合成。


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整體研究策略圖


總體而言,科學(xué)家們的研究共納入了2,679名CARDIA研究參與者,但排除了那些可能患有繼發(fā)性肝病的參與者、肝功能異常或脂肪變性的潛在次要原因(即非MASLD)。

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群體陣列研究基本特征


2、MASLD循環(huán)蛋白質(zhì)組和組織特異性

在對(duì)2,679名參與者的SomaScan 7k蛋白質(zhì)組學(xué)研究中,科學(xué)家們?cè)谕茖?dǎo)樣本和驗(yàn)證樣本中識(shí)別出與肝衰減相關(guān)的237個(gè)獨(dú)特蛋白質(zhì)(肝衰減越低,肝脂肪變性越嚴(yán)重)(見圖1A和1B)。研究發(fā)現(xiàn),流行病學(xué)研究中的蛋白質(zhì)靶標(biāo)在轉(zhuǎn)錄水平(圖1C)和組織蛋白質(zhì)組水平(圖1D)上的表達(dá)明顯富集,指明了與中央代謝過程(如碳、丙酮酸、氨基酸、鈣、鎂)有關(guān)的廣泛通路,碳、丙酮酸、氨基酸和碳水化合物代謝和纖維化(圖1E),包括已知和新出現(xiàn)的MASLD機(jī)制,例如氨基酸代謝(ACY18,12和FAH13)、酒精加工(如ADH1A14,15)和纖維化(圖1F)、氨基酸代謝(ACY18,12和FAH13)、酒精加工(如 ADH1A14,15)、果糖分解(ALDOB和SORD16)、膽汁酸和類固醇代謝(AKR1D117和AKR1C418,19)、糖代謝(FBP120)以及多底物解毒、中間代謝和纖維化(GSTA1,21 ASL,22和UGDH23)等。


為了進(jìn)一步確定 MASLD潛在的核心介導(dǎo)因子,科學(xué)家們進(jìn)行了相互作用(中心基因)分析,找出了與MASLD核心相關(guān)的基因(圖1F)。這些基因涉及肝細(xì)胞再生和纖維化調(diào)控的致病介質(zhì)(表皮生長(zhǎng)因子受體25和IGF-126)、細(xì)胞凋亡調(diào)控(MET27)、炎癥介質(zhì)(CXCL2、28 CRP和SERPINE1)、 肝損傷的細(xì)胞外基質(zhì)反應(yīng)(VTN29和ACAN30)、糖原代謝(PYGL31)和線粒體丙酮酸代謝(PKLR32和 PC33),以及其他一些胰島素敏感性和脂肪堆積的典型標(biāo)志物(ADIPOQ和 INS)。這些結(jié)果表明,循環(huán)中的MASLD蛋白質(zhì)組主要來源于肝臟,并與肝臟變性中的典型代謝-炎癥-纖維化途徑有關(guān)。

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圖1與肝臟脂肪變性有關(guān)的蛋白質(zhì)主要在肝臟中表達(dá),并確定新陳代謝的途徑


3、肝臟脂肪變性蛋白質(zhì)組評(píng)分

科學(xué)家們?cè)趯?duì)年齡、性別、種族和體重指數(shù)進(jìn)行調(diào)整后,建立了一個(gè)自適應(yīng)肝衰減模型(以下簡(jiǎn)稱為 “MASLD評(píng)分”)。在推導(dǎo)子樣本和驗(yàn)證子樣本中,MASLD評(píng)分與肝臟衰減顯示出顯著的相關(guān)性(Spearmanρ = 0.69和0.56,圖2A),并且當(dāng)驗(yàn)證子樣本僅限于符合MASLD臨床標(biāo)準(zhǔn)的參與者時(shí),MASLD評(píng)分依然表現(xiàn)出相似的相關(guān)性?茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),體重指數(shù)與MASLD評(píng)分之間存在一定的相關(guān)性(Spearmanρ = -0.27,p < 2.2× 1016),而年齡、性別、種族和酗酒的影響則相對(duì)較小。

接下來,科學(xué)家們進(jìn)行了研究,以確定MASLD評(píng)分是否與臨床結(jié)果有相關(guān)性,特別是與心血管疾病、糖尿。ǜ闻K脂肪變性已知相關(guān))和MASLD本身的臨床結(jié)果。他們分析了英國(guó)生物庫(kù)(UK Biobank)中26,421名參與者的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)MASLD評(píng)分與MASLD及相關(guān)代謝結(jié)果有廣泛的相關(guān)性(圖2D)。研究還表明除了全因死亡率和病因特異性死亡率(尤其是癌癥)之外,MASLD評(píng)分(評(píng)分越低,脂肪變?cè)蕉啵┡c慢性非酒精性肝病和糖尿病的發(fā)生油顯著關(guān)聯(lián)。即使在考慮了其他可能影響結(jié)果的因素(如肝酶AST、ALT和糖尿病指標(biāo)A1c)后,這些關(guān)聯(lián)依然存在。在心血管和癌癥相關(guān)死亡率方面,競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)模型(Fine-Gray subdistribution hazard model)提供的估計(jì)值與病因特異性模型相似(心血管死亡率HR 0.96,95% CI 0.88-1.06;癌癥死亡率HR 0.90,95% CI 0.84-0.97)。在糖尿病和慢性非酒精性肝病的臨床模型(包括年齡、性別、種族、體重指數(shù)、收縮壓、糖尿病[在糖尿病模型中移除]、湯森貧困指數(shù)、吸煙、飲酒和低密度脂蛋白)基礎(chǔ)上,加入MASLD評(píng)分能顯著提升辨別和再分類指標(biāo)(圖2D)。進(jìn)一步調(diào)整谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和A1c后,慢性非酒精性肝病的發(fā)病模型也很穩(wěn)健。

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圖2肝脂肪變性蛋白質(zhì)組評(píng)分的建立及其與臨床結(jié)果的關(guān)系


4、肝脂肪變性蛋白質(zhì)組的空間結(jié)構(gòu)

科學(xué)家們?yōu)榱烁玫乩斫獾鞍踪|(zhì)組分析中識(shí)別出的關(guān)鍵蛋白質(zhì)靶點(diǎn)在人體肝臟中的具體位置和分布情況,借助了已有的單細(xì)胞RNA測(cè)序數(shù)據(jù)和肝細(xì)胞圖譜的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù),將CARDIA臨床蛋白質(zhì)組回歸中確定的蛋白質(zhì)與其在人類肝臟中的基因表達(dá)進(jìn)行了映射。研究中涉及的樣本不僅包括了空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù),還包含了scRNA-seq數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù),科學(xué)家們能夠廣泛識(shí)別細(xì)胞類型,并根據(jù)其與人類肝臟內(nèi)肝臟脂肪變性的關(guān)系確定優(yōu)先靶點(diǎn)的空間分布。科學(xué)家們利用單基因表達(dá)量和綜合表達(dá)量評(píng)分(圖3)對(duì)在scRNA-seq和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)集中表達(dá)的237個(gè)與脂肪變性相關(guān)的蛋白質(zhì)中的198個(gè)蛋白進(jìn)行了表達(dá)譜分析。結(jié)果顯示,這一分析表明主要在肝細(xì)胞中觀察到的受牽連靶點(diǎn)的細(xì)胞特異性表達(dá)模式占主導(dǎo)地位,同時(shí)在成纖維細(xì)胞、膽管細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞等多種類型的細(xì)胞中都發(fā)現(xiàn)了靶點(diǎn)的表達(dá)(圖3A)。通過綜合表達(dá)評(píng)分,科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),在脂肪變性組織內(nèi)和肝臟中軸區(qū),相關(guān)靶點(diǎn)的基因活性較高。先前的研究也指出,在該數(shù)據(jù)集中的這些區(qū)域與較高的肝細(xì)胞表達(dá)特征相對(duì)應(yīng)(圖3B-3F)。

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圖3肝脂肪變性蛋白質(zhì)組的轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)


接著,科學(xué)家們利用空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)來檢測(cè)蛋白質(zhì)組學(xué)確定的相關(guān)靶點(diǎn)是否會(huì)在肝組織中表現(xiàn)出差異表達(dá)。通過分析,他們發(fā)現(xiàn),在空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)中,與脂肪變性相關(guān)的198個(gè)蛋白-基因中,有33個(gè)基因在健康組織和脂肪變性組織之間表現(xiàn)出顯著的差異表達(dá)(最小表達(dá)量>10%,經(jīng)假發(fā)現(xiàn)率[FDR]調(diào)整后p < 0.05;|log2折合變化|>0.25;以及最小表達(dá)量%點(diǎn)差異>10%;圖3H)。在這33個(gè)基因中,有30個(gè)基因在脂肪變性組織中表達(dá)量增加,3個(gè)基因(IGFBP2、IL1RAP和SHBG)表達(dá)量減少。這些基因在有無(wú)脂肪變性的肝臟組織中的呈現(xiàn)出不同的表達(dá)模式(圖 3H)。此外,研究還顯示,在人類肝臟中,脂肪區(qū)與非脂肪區(qū)域之間的RNA表達(dá)差異與CARDIA研究中循環(huán)蛋白的臨床效應(yīng)大小之間存在生物學(xué)方向上的一致性(圖3G)。具體來說,CARDIA回歸系數(shù)越大,表明健康肝臟區(qū)與脂肪肝區(qū)的蛋白表達(dá)差異越大;脂肪變性程度越低,組織RNA表達(dá)量越高。


隨后,科學(xué)家們將這33個(gè)差異表達(dá)基因與NASH-CRN定義的肝臟脂肪變性階段的大量轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行了比對(duì)分析,以研究隨著組織病理學(xué)表型嚴(yán)重程度逐漸增加的個(gè)體的潛在動(dòng)態(tài)變化(圖4)。研究涉及了499名患有MASLD并接受了活檢的SteatoSITE參與者(其中47%為女性,中位年齡53歲,中位體重指數(shù)31 kg/m2,31%患有糖尿。┡c34份對(duì)照樣本進(jìn)行了比較。研究發(fā)現(xiàn),在這33個(gè)基因中,有12個(gè)基因在所有脂肪變性階段都沒有顯著的表達(dá)差異,因此這些基因沒有被包含在最終的可視化分析圖(圖4)中?茖W(xué)家們?cè)谘芯恐咀冃詴r(shí)發(fā)現(xiàn),不同的基因在不同脂肪變性等級(jí)中的影響程度有顯著差異,并且這些發(fā)現(xiàn)與循環(huán)蛋白組學(xué)和空間關(guān)系的研究結(jié)果是一致的。例如,IGFBP2、IL1RAP、SHBG、ENO3、DEGB1和ME1,某些基因在不同纖維化階段也表現(xiàn)出一致性。然而,在蛋白質(zhì)組和空間研究中,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了兩大類不一致的現(xiàn)象:一種是某些基因的表達(dá)方向與蛋白質(zhì)組空間轉(zhuǎn)錄結(jié)果一致,但與總體轉(zhuǎn)錄結(jié)果不一致(如SERPINE1/PAI-143,44,45和HSPA1B46);另一種是基因的表達(dá)方向與總體轉(zhuǎn)錄結(jié)果一致,但與蛋白質(zhì)組空間轉(zhuǎn)錄結(jié)果不一致(如 PSAT1,47 UDGH,23和 ACO148)。造成這些差異的因素可能包括:技術(shù)因素(測(cè)序方法、體細(xì)胞與單細(xì)胞、先前發(fā)表的scRNA-seq數(shù)據(jù)集樣本量有限)、參與者水平和生物學(xué)因素(脂肪變性是MASLD表型的一個(gè)組成部分,此外還有炎癥、氣球化和纖維化)。盡管存在這些不一致,這些研究結(jié)果還是顯示了蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄靶標(biāo)圖譜在人類MASLD中的重要性,而正確繪制這一圖譜需要考慮到上下文的異質(zhì)性以及多種方法整合的復(fù)雜性。

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圖4不同脂肪變性階段人類肝臟空間靶點(diǎn)的轉(zhuǎn)錄異質(zhì)性


5、肝臟芯片重現(xiàn)人類脂肪變性

科學(xué)家們?yōu)榱蓑?yàn)證不同肝細(xì)胞中脂肪變性相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄變化與MASLD蛋白體組的直接關(guān)聯(lián),利用Emulate器官芯片技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)人源化脂肪變性肝臟芯片模型。肝臟芯片研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖5A和5B所示。通過這個(gè)模型,他們能夠在體外模擬肝臟組織的環(huán)境,并觀察脂肪變性對(duì)肝臟的影響。在給予能夠引起脂肪變性表型的脂肪酸(油酸和棕櫚酸)后,通過顯微鏡觀察、免疫熒光分析和基因表達(dá)等方法進(jìn)行研究,結(jié)果表明,與形態(tài)學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)誘導(dǎo)的MASLD表型一致(IRS1、50、51IRS2、51和PPARa52、53減少;SREBP1c、54 PPARg、55和FABP456增加;圖5C和5D)。由于單個(gè)肝臟芯片實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的cDNA產(chǎn)量有限,為了更有效地進(jìn)行研究,他們從先前的蛋白質(zhì)組學(xué)和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究中識(shí)別出的33個(gè)潛在的靶標(biāo)中,挑選出了13個(gè)靶標(biāo),進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)估。這些靶標(biāo)被評(píng)估的方式有兩種:(1)選取了5個(gè)在脂肪變性過程中表達(dá)上調(diào)最顯著的靶點(diǎn)(HMGCS1、SERPINE1、HSPA1B、ENO3和HSPA1A),以及全部3個(gè)在脂肪變性中下調(diào)的靶點(diǎn)(IL1RAP、SHBG和IGFBP2),再加上空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析中顯示在脂肪變性中上調(diào)幅度最小的2個(gè)靶點(diǎn)(CDA和PYGL);(2)另外三個(gè)靶標(biāo)雖然在人類肝臟空間研究中表達(dá)存在差異,但在非實(shí)質(zhì)性(非肝細(xì)胞)細(xì)胞(NPCs)中表達(dá)顯著;它們是ME1、CTSZ和DEFB1。此外,科學(xué)家們還檢測(cè)了兩個(gè)肝細(xì)胞特異性靶標(biāo),這兩個(gè)靶標(biāo)是從CARDIA中與肝臟脂肪變性相關(guān)的循環(huán)蛋白質(zhì)組中篩選出來的(ACY1和AKR1C4),且與脂肪變性緊密相關(guān),并且作為分泌蛋白具有很高的可信度。

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圖5肝臟芯片上研究MASLD


在循環(huán)蛋白質(zhì)組、組織轉(zhuǎn)錄和肝臟芯片實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家們觀察到了一致的結(jié)果:與肝臟脂質(zhì)代謝、應(yīng)激反應(yīng)和非經(jīng)典通路(例如鐵代謝異常)相關(guān)的基因(包括PYGL、HMGCS1、SERPINE1、ENO3和HSPA1B;圖5E)在肝細(xì)胞和/或非實(shí)質(zhì)細(xì)胞(NPC)中的表達(dá)有所增加。盡管在肝臟芯片實(shí)驗(yàn)中,ME1、CSTZ和DEFB1在肝臟芯片的肝細(xì)胞中未見表達(dá)(與轉(zhuǎn)錄組研究一致),但它們?cè)诟闻K芯片的NPC中表達(dá)卻有所增加(圖5E)。這些發(fā)現(xiàn)與批量轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)中DEFB1和ME1的批量數(shù)據(jù)(圖4)結(jié)果表明:這些基因表達(dá)水平的增加可能是由非肝細(xì)胞來源的細(xì)胞所引起的。


為了評(píng)估在肝臟芯片上誘導(dǎo)脂肪變性是否會(huì)導(dǎo)致這些靶標(biāo)在蛋白質(zhì)水平上的表達(dá)增加,科學(xué)家們隨后測(cè)量了在肝臟芯片上唯一可接觸到的肝細(xì)胞和NPC流出物中的靶標(biāo)。他們選擇了在肝臟芯片實(shí)驗(yàn)中15個(gè)在肝細(xì)胞中mRNA水平差異表達(dá)基因中的7個(gè),這些基因具有細(xì)胞外分泌的高可信度細(xì)胞蛋白靶點(diǎn),并且具有可用于評(píng)估肝臟芯片實(shí)驗(yàn)流出物的商業(yè)ELISA試劑盒(HMGCS1、SERPINE1、PYGL、CTSZ、DEFB1、ACY1和AKR1C4;圖5)。科學(xué)家們注意到,在肝臟芯片的細(xì)胞流出物中,HMGCS1、SERPINE1、CTSZ、DEFB1、PYGL、ACY1和 AKR1C4的蛋白質(zhì)水平表達(dá)一致(圖5F),這表明細(xì)胞類型特異性蛋白質(zhì)分泌與肝臟芯片上的轉(zhuǎn)錄變化和群體水平的蛋白質(zhì)組方向性相匹配。有趣的是,轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中非肝細(xì)胞特異基因編碼的分泌蛋白(并在科學(xué)家們的肝臟芯片數(shù)據(jù)中的mRNA表達(dá)水平上得到驗(yàn)證)僅在非肝細(xì)胞的流出液中檢測(cè)到(CTSZ和DEFB1)。相反,僅在肝細(xì)胞通道中檢測(cè)到肝細(xì)胞特異性蛋白(ACY1和AKR1C4)。

6、小結(jié)

肝脂肪變性是多系統(tǒng)代謝功能障礙的核心表型,隨著肥胖癥的流行而日益嚴(yán)重。科學(xué)家們采用一種綜合臨床表型、循環(huán)蛋白質(zhì)組學(xué)和組織轉(zhuǎn)錄組學(xué)的轉(zhuǎn)化策略,來尋找可以反映肝脂肪變性的動(dòng)態(tài)功能的生物標(biāo)志物。他們利用多模態(tài)成像和廣泛的蛋白質(zhì)組分析,鑒別出與肝臟脂肪變性進(jìn)展有關(guān)的蛋白質(zhì),這些蛋白質(zhì)主要由在人類肝臟中轉(zhuǎn)錄水平豐富的基因編碼。在空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究中,這些轉(zhuǎn)錄本在不同的脂肪變性區(qū)域有不同的表達(dá)模式,其中一些在脂肪變性階段是動(dòng)態(tài)的。脂肪變性的循環(huán)多蛋白特征與脂肪肝和多系統(tǒng)代謝結(jié)果密切相關(guān)。科學(xué)家們利用人源化肝臟芯片模型誘導(dǎo)肝脂肪變性,驗(yàn)證了優(yōu)先靶點(diǎn)的細(xì)胞特異性表達(dá)。這些發(fā)現(xiàn)凸顯了該方法在評(píng)估人類肝臟的預(yù)后、功能以及動(dòng)態(tài)“液體活檢 ”方面的實(shí)用性,為尋找新的生物標(biāo)志物和機(jī)理研究開辟了新的途徑提供新思路。





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