人血細胞中的所有蛋白編碼基因進行全基因組轉錄組分析

　　在臨床和研究環境中，血液都是對人類進行分子分析的主要來源，并且是許多治療策略的目標，這突顯了需要對構成人類血液的細胞進行全面的分子圖譜構建。人類蛋白質圖譜計劃（www.proteinatlas.org）是一個開放式數據庫，旨在通過整合各種組學技術（包括基于抗體的成像）來繪制所有人類蛋白的圖譜。在此之前，人類蛋白質圖譜包括來自外周血單核細胞的基因表達信息，但不包括來自許多其他血細胞亞群的基因表達信息。為了提高分辨率，人們需要對血液中的細胞進行了深入表征，以提供人血細胞中基因表達的詳細細節，并將它們與體內的其他組織相關聯在一起。

　　為此，在一項新的研究中，來自瑞典卡羅林斯卡研究所等研究機構的研究人員對通過流式細胞儀分選技術分離出的18種經典免疫細胞群體進行了基于轉錄組學的表達分析。他們將血細胞表達譜與組織表達譜相結合在一起，包括來自外部來源的轉錄組學數據以擴大這個開放式數據庫中包含的組織類型和大腦區域的數量。他們依據血細胞和組織中的表達特異性和分布對蛋白編碼基因進行了全基因組分類。相關研究結果近期發表在Science期刊上，論文標題為“A genome-wide transcriptomic analysis of protein-coding genes in human blood cells”。

圖片來自Science, 2019, doi:10.1126/science.aax9198。

　　這些研究人員提供了人體血細胞中所有蛋白編碼基因的表達圖譜，并根據人體所有主要組織和器官中所有蛋白編碼基因的特異性和分布進行分類。對血細胞RNA表達譜進行全基因組分析可以鑒定出在各種免疫細胞中的表達水平上調的基因，從而確認了之前已知的蛋白標志物，而且還鑒定出新靶標以進行深入分析。有1448個蛋白編碼基因在單個免疫細胞類型中大量地表達。進一步研究相應的蛋白以探索與各個細胞表型相關的生物學功能將是有趣的。

　　所有細胞類型富集和群體富集的基因網絡圖顯示，許多細胞類型富集的基因存在于中性粒細胞、酸性粒細胞和漿細胞樣樹突細胞中，而T細胞和B細胞中的許多表達水平上調的基因在這些淋巴細胞的不同亞群中發生群體富集。為了說明這種資源的有效性，這些研究人員揭示了已知會導致人類原發性免疫缺陷的基因在細胞中的分布，并發現其中的許多基因在目前與這些疾病無關的細胞中表達，這就揭示了這種全局圖譜如何幫助科學家們更好地了解特定基因在人體不同細胞和組織中的功能。

　　由此可見，這些研究人員對分選出的血液免疫細胞群體中的蛋白編碼基因進行了全基因組范圍內的轉錄組分析，以描述所有細胞類型中每個基因的表達水平。所有數據均作為人類蛋白質圖譜（Human Protein Atlas）的一部分提供在交互式的可以開放存取的血液圖譜（Blood Atlas）中，并與所有主要組織的表達譜整合在一起，以提供所有蛋白編碼基因的空間分類。這允許對人類免疫細胞群體中的表達譜以及所有主要人類組織和器官中的表達譜進行全基因組探索。