逆转录转座子基因组学:揭开结节病发病机制中 THE1B 融合转录本的神秘面纱

【字体: 时间:2025年02月08日 来源:Nature Communications

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  结节病病因不明,为探究其发病机制,研究人员开展了关于 THE1B 融合转录本的研究。他们发现 19 种 THE1B 融合转录本在结节病患者中异常表达,还找到新转录本 SIRPB1-SIRPD 等。这为结节病研究提供新方向1217。

  在生命的遗传密码里,有一些曾经被视为 “垃圾 DNA” 的片段,它们就是内源性逆转录病毒(ERVs),约占人类基因组的 8%。其中,THE1B 元件来自远古逆转录病毒序列,在人类基因组中广泛存在。长期以来,结节病的病因一直是医学领域的谜团。这种病会影响多个器官,形成特征性的肉芽肿,但发病机制却不清楚,尤其是结节病性肌病(SM)。为了揭开这些谜团,来自日本国立神经与精神中心(National Center of Neurology and Psychiatry,NCNP)等机构的研究人员开展了深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上,为结节病的研究开辟了新的道路。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先是 RNA 测序技术,包括短读长和长读长 RNA 测序,对肌肉活检样本进行分析;还开发了一种名为 COFFEE(Comprehensive Fetching of Fusion transcripts between ERVs and Exons of human genes)的新方法,用于识别 THE1B 融合转录本;此外,利用单细胞或单细胞核 RNA 测序,确定转录本在细胞中的表达情况;通过分析公共 RNA 测序数据和进行 RT-qPCR 实验,进一步验证研究结果3419

研究结果如下:

  • 鉴定出 SM 患者中与 CIR1 外显子融合的 THE1B 元件:研究人员在 SM 患者中发现了一种异常剪接的转录本 THE1B/CIR1,它在所有 SM 样本中均存在,而在对照样本中未出现。经分析,其表达在 SM 患者中显著升高,是其他肌肉疾病患者的 116 倍567
  • 通过 COFFEE 方法鉴定与 SM 相关的 THE1B 融合转录本:运用 COFFEE 方法,研究人员在人类基因组中鉴定出 31 个在 SM 患者中显著过表达的 THE1B 位点,并发现了 35 种 THE1B 融合转录本变体,其中 19 种在 SM 患者中高表达,15 种此前未被映射到人类基因组8910
  • 托法替尼治疗降低皮肤结节病中 THE1B 融合转录本的表达:分析皮肤结节病的 RNA 测序数据集发现,经托法替尼治疗后,8 种 THE1B 融合转录本在完全应答者中的表达显著降低,几乎降至零,这表明这些转录本的表达可能反映疾病活动度1112
  • THE1B 融合转录本在巨噬细胞中的表达:通过单细胞和单细胞核 RNA 测序分析,发现 THE1B 融合转录本在肉芽肿相关(GA)巨噬细胞中表达,且不同疾病中表达存在差异。如在结核病(TB)和 SM 中,部分 THE1B 融合转录本的表达细胞类型不同1314
  • TREM2.1 表达与 THE1B 融合转录本的遗传关联:在 SM 患者中,5 种 THE1B 融合转录本与 TREM2 表达呈强正相关,TREM2.1 在 SM 患者中的表达显著高于非 SM 患者,且在皮肤结节病患者经托法替尼治疗后,TREM2.1 表达下降1516
  • 皮肤结节病患者 GA 巨噬细胞中表达的新通读转录本 SIRPB1-SIRPD:研究发现了一种新的通读转录本 SIRPB1-SIRPD,它在 GA 巨噬细胞中表达,且在 SM 患者中的表达显著高于非 SM 患者,有望成为 SM 的生物标志物1718

研究结论和讨论部分指出,逆转录转座子基因组学揭示了结节病中与 THE1B 融合的转录本和新的通读转录本。这些发现证实了逆转录转座子在结节病发病机制中的作用,为肉芽肿性疾病的诊断和治疗提供了新的思路。然而,该研究存在样本量较小等局限性,未来需要更大规模的研究进一步明确这些转录本的功能。但不可否认的是,这项研究为结节病及相关疾病的研究打开了新的大门,让我们对疾病的认识更进了一步,为后续探索潜在的治疗靶点和诊断方法奠定了坚实基础 。

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