研究绘制人类心脏多组学图谱
来源：生物医学前沿创新中心 2021-05-22 21:55
心脏是哺乳动物胚胎发育过程中形成的第一个功能器官，由四个腔室组成。生命从早期胚胎形成到成体的每一刻都需要心脏不间断地发挥作用。近年来，与心脏相关的疾病已经成为危害人类健康的重要原因。心脏发育及心脏疾病相关的研究迫在眉睫，而各种高通量测序技术的出现为心脏有关的研究带来了新的曙光。以往的研究大多报道单组学的心脏图谱，对哺乳动物心脏多组学之间的互作及调控仍然知之甚
心脏是哺乳动物胚胎发育过程中形成的第一个功能器官，由四个腔室组成。生命从早期胚胎形成到成体的每一刻都需要心脏不间断地发挥作用。近年来，与心脏相关的疾病已经成为危害人类健康的重要原因。心脏发育及心脏疾病相关的研究迫在眉睫，而各种高通量测序技术的出现为心脏有关的研究带来了新的曙光。以往的研究大多报道单组学的心脏图谱，对哺乳动物心脏多组学之间的互作及调控仍然知之甚少。
北京大学未来基因诊断高精尖创新中心（ICG）、生物医学前沿创新中心（BIOPIC）、生命科学学院文路副研究员与中国医学科学院阜外医院宋雷主任医师、王继征研究员合作，在PLOS Biology杂志发表了题为“Integrated transcriptomics and epigenomics reveal chamber-specific and species-specific characteristics of human and mouse hearts”的研究论文。该研究对11例成年人健康心脏样本、3例人类胚胎健康心脏样本、3组小鼠健康心脏样本的四腔室进行核小体占位和甲基化组测序（Nucleosome occupancy and methylome sequencing，NOMe-seq）及转录组测序，首次整合分析了人类和小鼠健康心脏四腔室的转录组、甲基化组和染色质状态组（图1），为深入理解心脏多组学腔室特异性及物种特异性生物学特征提供了新的视角。
该研究发现，成年人心脏心房与心室的转录组及DNA甲基化组均存在明显差别，鉴定得到了一系列分别在心房和心室中高表达的差异表达基因，以及多个在心房与心室间基因体DNA甲基化呈现显着差异的重要基因（图2A）。在染色质可及性层面，成年人心脏的心房和心室间没有发现全局水平的区别。在对人类胚胎心脏和成年人心脏做比较时，研究人员发现，在转录组及DNA甲基化组水平上，二者呈现明显的腔室特异性和发育阶段特异性（图2B），染色质可及性水平也存在发育阶段特异性。在人类心脏中鉴定得到的176个新的长非编码RNA（lncRNA）在胚胎及成体或心脏四腔室间表达水平不同（图2C）；房颤、肥厚型心肌病和先天性心脏病相关的基因也在人类胚胎和成年人心脏中呈现不同的时空表达模式。这表明心脏在多种组学层面上通过精确的时空表达和调控实现生理稳态。(生物谷Bioon.com）
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