产品介绍

全转录组是指特定物种、组织或细胞在特定状态下所有转录产物集合,包括mRNA和非编码RNA。目前全转录组测序主要检测了mRNA,lncRNA、circRNA和miRNA。通过联合分析,可以解析RNA间相互作用及共表达调控网络,并且进行竞争性内源RNA(ceRNA)分析,从而更加全面解析特定的生物学过程。

全转录组_产品应用

实验流程

分析内容

全转录组_分析内容

案例解析
案例 1

预测骨肉瘤化疗耐药相关的内源竞争RNA网络

期刊:Molecular Therapy 影响因子:8.986 发表时间:2019年3月

研究背景

化疗耐药是骨肉瘤(OS)治疗中遇到的一个巨大障碍。蛋白质编码的mRNA,以及非编码RNA(ncRNA),包括长ncRNA(lncRNA)、环状RNA(circRNA)和microRNA(miRNA),已被证明在癌症生物学调控中起着重要作用。但是,竞争内源RNA(ceRNA)调控的mRNAs与ncRNAs在OS化疗耐药中的关系尚不清楚。

样品来源

三株人OS细胞系(MG63、KHOS、U2OS)以及来自80例原发性OS患者的组织样本

方案设计

实验设置三对配对的多药化学抵抗和化学敏感骨肉瘤细胞系实验组,并对其进行全转录测序,其结果用于预测ceRNA网络。使用qRT-PCR,RNA验证免疫沉淀(RIP)、RNA pull-down分析和双重荧光素酶报告基因检测对ceRNA调控网络进行验证

主要结果

1.lncRNAs、circRNA、miRNAs及 mRNAs表达谱比较

对化疗耐药组和化疗敏感组的lncRNAs、circRNAs、 miRNAs、 mRNAs分别进行差异分析,分别发现339、80、21、2606个差异表达RNA。其中上、下调幅度最大的lncRNA分为lnc-DNMT1-2:1和lnc-RPLP0-4:1。此外,circRNA、miRNA和mRNA上调最多的是 hsa_circ_0004674,hsa-miR-337-3p和C6orf106,而下调最多分别为hsa_-circ_0068458,hsa-miR-203a-3p及AKR1C2(表1)。

2.lncRNAs、circRNA、miRNAs及 mRNAs参与的KEGG/GO通路

GO富集分析表明lncRNA-miRNA网络主要与膜内骨化、胶原型XIV三聚体和角蛋白丝结合通路有关。此外,差异mRNAs富集的KEGG 通路中有20条参与lncRNA-miRNA网络。化学致癌,调节肌动蛋白细胞骨架和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)-Akt信通路富集基因数量最多。

3.lncRNA-miRNA-mRNA和circRNA-miRNA-mRNA调控网络

本研究利用11个基本富集在所有通路中的差异mRNAs构建了1,269个lncRNA-miRNA-mRNA途径(图1A)和90个circRNA-miR- NA-mRNA途径(图1B)。其中有3个circRNAs和11个lncRNAs共享相同miRNA/mRNA,8个circRNAs和132个lncRNAs共享相同mRNA,而不是相同miRNA。

4.随机筛选两条通路的验证

结合q PCR,RIP、RNApull-down实验,结果显示hsa-miR-200b-3p靶向lncRNA:MEG3,并与其3’UTR分子结合。 miR-200b-3p可以靶向具有互补结合位点的AKT22 mRNA 3’UTR(图2P)。荧光素酶报告基因分析也验证了miR-200b-3p和AKT2之间的分子相互作用(图2Q)。此外,hsa_circ_0001258与has-miR-744-3p有8个结合位点(图2L),而hsa-miR-744-3p可以靶向GSTM2 mRNA的 3’UTR。荧光素酶报告基因分析表明hsa_circ_0001258可与hsa-miR-744-3p结合,hsa-miR-744-3p可与AKT2 mRNA的3’ UTR结合。上述结果确定了lncRNA MEG3/hsamiR-200b-3p/AKT2h和hsa_circ_0001258 / hsa-miR-744-3p/GSTM2通路OS化疗耐药中的作用。

全转录组_案例1

参考文献

Zhu, K. P., Zhang, C. L., Ma, X. L., Hu, J. P., Cai, T., & Zhang, L. (2019). Analyzing the interactions of mRNAs and ncRNAs to predict competing endogenous RNA networks in osteosarcoma chemo-resistance. Molecular Therapy, 27(3), 518-530. doi: 10.1016/j.ymthe.2019.01.001

案例 2

玉米赤霉烯酮影响猪卵巢颗粒细胞毒理学分子机制

期刊:Environmental Pollution 影响因子:6.792 发表时间:2020年1月

研究背景

玉米赤霉烯酮(ZEA)是一种存在于动物饲料中类似于雌激素的霉菌毒素,具有很强的生殖毒性。卵巢颗粒细胞(GCs)在猪卵泡发育成熟过程中起着至关重要的作用,然而,玉米赤霉烯酮影响卵巢颗粒细胞发育的内源竞争RNA(ceRNA)网络仍有待进一步研究。本研究首次采用全转录组测序技术来探索ZEA在猪GC上的毒理学分子机制。

样品来源

取母猪卵巢并用生理盐水处理,收集卵泡液并分离卵巢颗粒细胞

方案设计

以原代培养的猪卵巢颗粒细胞为模型,设立玉米赤霉烯酮(ZEA)对照组、高、低剂量组。对三组细胞进行全转录组测序,探究ZEA影响猪卵巢颗粒细胞相关靶基因的内源竞争RNA网络,并将该结果与qRT-PCR,免疫荧光和Western Blotting结果互相验证。

主要结果

1. ZEA对卵巢颗粒细胞的毒性

免疫荧光结果显示随ZEA浓度增加,细胞凋亡率逐渐升高。猪卵巢颗粒细胞的细胞周期被ZEA影响并阻滞在G2/M期。

2. ZEA上调与细胞周期相关的基因表达

ZEA会影响一些与细胞周期停滞相关的基因的表达,包括CDK1,CCNB1,CDC25A和CDC25C,该结论与qRT-PCR,免疫荧光和Western Blotting的结果一致。此外,基因组富集分析(GSEA)显示,与对照组相比,通路HALLMARK_G2M_CHECKPOINT富集在30 mM ZEA治疗组中(图1)。且与G2/M checkpoint有关的基因集在30 mM ZEA治疗组中高度表达。在细胞周期通路中富集的差异mRNAs主要参与7条KEGG通路,如图2所示。

3. ceRNA网络构建

Chord图显示了全基因组分布的差异mRNA/miRNA/lncRNAs(图3A)。有差异mRNA分布的X和3号染色体上(红色)上没有发现差异miRNA/lncRNA。此外,差异mRNA的总数大于差异miRNA/lncRNA的总数,这表明ncRNA在生命活动中起着重要作用。根据 mRNA-miRNA,mRNA-lncRNA和miRNA-lncRNA的靶向关系构建ceRNA网络(图3B),此ceRNA网络进一步证明ncRNA参与编码 RNA的调控,并参与细胞生理活性的调控。

全转录组_案例2

参考文献

Li N, Liu XL, Zhang FL, et al. Whole-transcriptome analysis of the toxic effects of zearalenone exposure on ceRNA networks in porcine granulosa cells. Environ Pollut. 2020;261:114007. doi:10.1016/j.envpol.2020.114007

送样建议

全转录组_送样建议

常见问题
Q1. 全转录组测序建几个文库,测多少数据量?

全转录组建立两种文库:1. 小RNA文库,采用切胶富集小RNA片段建库模式,进行SE75测序,得到10-20 M clean reads。2. lncRNA文库,采用去核糖体链特异性建库模式,进行PE150测序模式,数据量10 G。

Q2. 全转录组测序的优势主要有哪些?

全转录测序可同时分析mRNA、LncRNA、circRNA和microRNA,解析RNA间相互作用及共表达调控网络,并且进行竞争性内源RNA(ceRNA)分析

Q3. lncRNA建库测序结果可以分析circRNA吗?

可以,lnc RNA建库模式采用去核糖体链特异性方式建库,并打断RNA测序,相当于获得全部RNA,因此可以将测序结果比对到环状RNA数据库,并统计circRNA表达情况。