单细胞测序分析人类胚胎干细胞神经分化的分子机制

作者：曹冰; 张晓明; 梁富龙

来源：中华细胞与干细胞杂志(电子版), 2021, 11(01): 1-7.

DOI：10.3877/cma.j.issn.2095-1221.2021.01.001

• 人类胚胎干细胞
• 神经祖细胞
• 单细胞测序
• 靶基因
• 分子机制

目的探讨人类胚胎干细胞 (ESCs)分化为神经细胞的关键性靶基因及分子机制,为临床靶向治疗神经康复患者提供分子理论依据。方法基于GEO数据平台芯片,采用单细胞测序方法 (scRNA-seq),利用R语言从多分子维度(单细胞差异基因、蛋白互作网络和基因通路等)分析人类ESCs分化过程中的关键Marker基因并利用质控和数据过滤、PCA、TSNE分析、细胞轨迹分析、GO富集分析、KEGG富集分析、KEGG通路分析等论证Marker基因调控人类ESCs分化作用机制。结果 GO功能富集分析结果为:Marker基因在胚层分化、细胞外基质和信号转导中作用显著;Marker基因互作网络及KEGG通路显示了特征性纤维连接蛋白1(FN1)、同源域蛋白 (NANOG)、生长因子受体结合蛋白2 (GRB2)为关键基因;KEGG通路分析显示:(1)FN1在调控细胞外基质通路中作用显著;(2)NANOG、GRB2在调控干细胞多能性信号通路作用显著。结论 FN1可能通过调控细胞外基质通路介导人类ESCs基质环境的变化;NANOG、GRB2上调在干细胞多能性信号通路中高表达介导人类ESCs定向分化为神经组织。

• 单位
  哈尔滨医科大学附属第二医院; 神经内科; 厦门市第五医院