【摘 要】
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在哺乳动物中,作为能发育成精子或卵子的始祖细胞,原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs)在生命繁衍、遗传信息传递中发挥着关键作用.然而,目前人们对于灵长类PGCs分化过程中的基因功能模块和分子网络知之甚少.在本研究中,首先诱导食蟹猴胚胎干细胞向PGCs分化,在该过程的不同阶段(第0d、第2d与第4d)分别进行单细胞转录物组测序(scRNA-seq),并基于加权基因共表达网络分析(WGCNA),鉴定其中的功能模块.结果 共获得食蟹猴PGCs分化day 0、day 2、day 4三
【机 构】
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昆明理工大学生命科学与技术学院生物工程技术研究中心,昆明650500;非人灵长类生物医学国家重点实验室,昆明理工大学灵长类转化医学研究院,昆明650500
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在哺乳动物中,作为能发育成精子或卵子的始祖细胞,原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs)在生命繁衍、遗传信息传递中发挥着关键作用.然而,目前人们对于灵长类PGCs分化过程中的基因功能模块和分子网络知之甚少.在本研究中,首先诱导食蟹猴胚胎干细胞向PGCs分化,在该过程的不同阶段(第0d、第2d与第4d)分别进行单细胞转录物组测序(scRNA-seq),并基于加权基因共表达网络分析(WGCNA),鉴定其中的功能模块.结果 共获得食蟹猴PGCs分化day 0、day 2、day 4三个时间点各91、55、66个单细胞样本.基于上述共计212个scRNA-seq数据,鉴定获得17个不同的基因功能模块.其中,与PGCs分化day 0显著正相关的模块为MEsalmon,对应的相关系数和显著性水平分别为0.89、2E-72.与day 2和day 4正相关性最高的模块均为MEblue,且随着分化时间的进行其相关系数从0.24(P-value=5E-04)增大到0.66(P-value=4E-28),并显著富集于BMP、Wnt信号通路以及上皮细胞分化、性腺发育等过程,推测该模块参与食蟹猴PGCs分化过程的起始和驱动.同时,对各个时间点的差异基因也进行了分析.最后,结合STRING数据库、Cytoscape和MCODE等工具,构建了食蟹猴PGCs分化过程中的PPI分子网络,鉴定到8个核心子网络及BMP4、WNT3、TFAP2C、SOX17等关键调控因子,并进行了人、食蟹猴和小鼠之间的比较分析.上述结果为深入理解非人灵长类胚胎干细胞早期发育规律,以及PGCs分化过程中的基因表达调控特征,提供了新的研究线索和理论参考.
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