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.2012;7(9):e44973。
doi:10.1371/journal.pone.0044973。 Epub 2012年9月18日。

人睫状体上皮的基因表达及功能注释

附属公司

人睫状体上皮的基因表达及功能注释

莎拉·詹森等。 公共科学图书馆一号. 2012.

摘要

目的:人眼睫状体(CB)由非色素性(NPE)和色素性(PE)神经上皮组成。我们研究了NPE和PE的基因表达,以阐明CB最重要功能的分子机制。我们还开发了NPE和PE的分子特征,并研究了青光眼的可能新线索。

方法:我们使用激光解剖显微镜从7只健康的人类供体眼睛中分离出NPE和PE细胞。接下来,我们对44×k安捷伦微阵列进行RNA分离、扩增、标记和杂交。对于微阵列构象,我们使用了文献研究、RT-PCR和免疫组织化学染色。我们用R和知识数据库Ingenuity分析了基因表达数据。

结果:NPE和PE的基因表达谱和功能注释高度相似。我们发现,NPE和PE最重要的功能与发育过程、组织的神经性质、内分泌和代谢信号以及免疫功能有关。共有1576个基因在NPE和PE之间存在显著的统计学差异。从这些基因中,至少有3个基因对NPE和143个基因对PE具有细胞特异性。最后,我们观察到之前与青光眼相关的分子机制相关的35个基因在(N)PE中的高表达。

结论:我们的基因表达分析表明,CB的NPE和PE非常相似。尽管如此,还是发现了细胞类型的特异性差异。人类NPE和PE的分子机制涉及一系列神经内分泌、发育和免疫功能,可能还涉及青光眼。

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利益冲突声明

竞争利益:提交人声明,不存在相互竞争的利益。

数字

图1
图1。眼睛中睫状体的组织学。
苏木精-伊红染色的眼睛前部概览,显示角膜、小梁网(TM)、虹膜和睫状体。睫状体由两个上皮细胞层组成,即非色素上皮和色素上皮(分别为NPE和PE)。当PE连接到基质时,NPE面对房水。
图2
图2。Ingenuity软件确定的雌激素受体信号通路。
在睫状体非色素上皮(NPE)高度表达的基因组中,这是一条典型的途径,其中包含的基因在统计上显著多于预期的偶然基因。灰色区域表明它们存在于NPE的最高表达基因中;通过Ingenuity软件添加未染色的基因来形成通路。分子之间的实线表示分子之间的直接物理关系(例如调节和相互作用的蛋白质dom;ains)。基因名称的缩写符合Genbank中使用的标准缩写。该途径是在NPE中发现的内分泌信号途径的一个例子。
图3
图3。由Ingenuity软件从非色素上皮(NPE)的最高表达基因生成的分子网络。
我们的微阵列产生的分子网络最高表达NPE子数据集灰色符号表示睫状体NPE中高度表达的基因。透明条目是知识数据库中的分子,插入后将所有相关分子连接在一个网络中。分子之间的实线表示分子之间的直接物理关系(例如调节和相互作用的蛋白质域);虚线表示间接的功能关系(例如细胞系中两个基因的共同表达调控)。基因名称的缩写符合Genbank中使用的标准缩写。Ingenuity为这个分子网络提供的主要功能是“代谢疾病、细胞组装和组织、细胞死亡”。该网络包含APP和TM2D1基因。这两个基因都编码淀粉样蛋白β过程中的蛋白质,该过程涉及神经细胞死亡和阿尔茨海默病。
图4
图4。Ingenuity软件确定的人类胚胎干细胞多能性途径。
在非色素上皮(NPE)和色素上皮(PE)之间存在显著差异的基因组中,这是一条典型的途径,其中包含的基因在统计上显著多于偶然预期的基因。红色区域表示PE中的基因在统计上显著高于NPE,而绿色区域表示NPE中的基因与PE相比在统计上明显高于PE。绿色和红色区域表示基因组,其中一些基因在NPE(绿色)中显著高于PE(红色)中的表达软件添加未着色的基因以形成路径。分子之间的实线表示分子之间的直接物理关系(例如调节和相互作用的蛋白质域)。基因名称的缩写符合Genbank中使用的标准缩写。
图5
图5。由Ingenuity软件从统计上差异显著的表达基因中生成的分子网络。
由我们的微阵列生成的分子网络显著不同的表达子数据集。红色区域表示PE中的基因在统计上显著高于NPE,而绿色区域表示NPE中的基因与PE相比在统计上明显高于PE。分子之间的实线表示分子之间的直接物理关系(例如调节和相互作用蛋白域);虚线表示间接的功能关系(例如细胞系中两个基因表达的共同调节)。基因名称的缩写符合Genbank中使用的标准缩写。Ingenuity为这个分子网络提供的主要功能是“连接组织发育和功能、骨骼和肌肉系统发育和功能,以及心血管疾病”。该网络的亮点是存在许多参与发育过程的基因,即NOTCH2、GATA6、HEY1、HEY2和GDF11。
图6
图6。睫状体的免疫组织化学。
参与睫状体四大功能的八种蛋白质的免疫组织化学。对于祖细胞特性,我们对FGFR3和NOTCH1进行染色。对于神经背景,我们对ROBO1和GRIN2C进行染色。我们选择EDNRB和MNAR作为内分泌信号功能,SERPING1和TLR3作为免疫功能的示例。红色染色是带有Cy3的二级抗体,与特定的一级抗体结合,如图所示。蓝色染色是染色细胞核的Dapi。绿色染色是FITC通道寻找自体荧光。我们发现了极小的自发荧光。显示了ROBO1的一个阴性对照(blanco)。对于其他抗体,阴性对照也为阴性(未显示)。我们发现非色素上皮(NPE)和色素上皮(PE)中的所有蛋白质都被染色。裸露的白色鳞片表示20µm。符号*表示NPE,x表示PE。

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引用人

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工具书类

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出版物类型

赠款和资金

本研究得到了荷兰预防失明总基金会、国家失明和低视力基金会、失明基金会、Glaucomfonds基金会、鹿特丹失明基金和Mulder教授基金会的资助(全部由UitZicht合作,项目号:UitZicht2008-7)。资助者在研究设计、数据收集和分析、决定出版或编写手稿方面没有任何作用。