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转录组学和基于抗体的蛋白质组学全基因组整合分析人类组织特异性表达

林恩·法格伯格等。 分子细胞蛋白质组学. 2014年2月.

摘要

根据器官和组织的空间表达模式对人类蛋白质进行全球分类对于人类生物学和疾病的研究非常重要。在此，我们使用定量转录组学分析（RNA-Seq）对所有主要人体器官和组织的代表性集合中的组织特异性基因表达进行分类，并将此分析与相同组织的基于抗体的分析相结合。为了展示数据，我们推出了新版本的人类蛋白质图谱，该图谱整合了与约80%的人类蛋白质编码基因相对应的RNA和蛋白质表达数据，并可在单个基因水平上访问RNA和蛋白质分析的主要数据。我们根据组织特异性和空间表达模式对所有人类蛋白编码基因进行分类。综合人类表达图可以作为探索人体分子组成的起点。

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利益冲突声明

作者信息。提交人声明他们没有利益冲突。信函和材料请求应发送至MU(mathias.uhlen@scilifellab.se).

数字

图1。
图1。
通过转录组学分析分析人体组织和器官。 A类，所有27个分析组织和器官在人体中的位置。B类组织之间的关系。层次聚类结果显示了27个不同组织和器官之间的关系，热图显示了成对Spearman相关性。括号中的数字表示每个组织的重复样本数。
图2。
图2。
根据27个组织中的转录水平对所有人类蛋白编码基因进行分类。 A类，使用FPKM值的五个不同丰度水平，在每种细胞类型中检测到转录物的基因总数；1–5 FPKM（黄色）、5–20 FPKM。B类，Venn图显示了基于三个不同数据集的总共20083个人类Ensembl基因之间的重叠：（1）在本研究中使用的一个或多个组织中检测到的基因（RNA-seq），（2）共识CDS项目（CCDS）定义的核心基因集，（3）UniProt中有转录物或蛋白质证据的基因。C，饼图显示了基于转录物丰度和检测到的组织数量，所有20050个基因分为八个不同类别的分布。
图3。
图3。
网络图显示了这里分析的各种组织和器官中组织富集和组富集基因的关系。蓝色圆圈节点表示一组表达的基因，并与灰色圆圈表示的组织相连。深蓝色的节点显示了在多达五种不同组织类型（灰圈）中富集的基因数量，最少有三个基因。浅蓝色节点显示每个组织中高度和中度组织富集基因的总数。每个蓝色节点的大小与特定组织组合中富集的基因数量的平方根有关。
图4。
图4。
可视化27个组织的RNA和蛋白质表达水平。蛋白质图谱中表达数据的呈现示例，显示(A类)一种普遍表达的基因（核糖体蛋白L24，RPL24型)和(B类)一种在一个组织中特异表达的蛋白质（细胞色素P450，2A13，CYP2A13号机组).
图5。
图5。
肾脏、肝脏和睾丸中具有选择性表达模式的基因示例。所有示例均显示人类蛋白质图谱的免疫组织化学图像(网址：www.proteinalas.org).A类，定位于人类肾脏不同部位（肾小球、近端和远端小管）的肾特异性蛋白的示例。B类，肝细胞中从中央静脉到门静脉区具有梯度表达的肝脏特异性酶的示例。C，睾丸特异蛋白定位于代表精子发生不同阶段的不同细胞类型的示例。
图6。
图6。
CLDN18基因在肺和胃中的差异剪接示例。 A类，CLDN18的两种不同剪接变体的外显子结构（内含子缩小了20倍）显示在顶部。阅读肺（黄色）和胃（蓝色）的覆盖图，突出两种组织中不同初始外显子的使用。B类，对所有95个样本绘制了转录丰度（FPKM）图，表明每个剪接变异体对两种组织中的任何一种都是特定的。黄色条显示了五个肺样本的表达水平，蓝色条显示了三个胃样本的表达。此外，在单个心肌样本中检测到其中一个转录物的轻微表达，如灰色条所示。
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