Анализ экспрессии генов и цифровое кариотипирование бластоцист человека по результатам полнотранскриптомного секвенирования

Введение. Изучение раннего эмбриогенеза человека сопряжено с анализом ограниченного количества биологического материала. Большинство методических подходов не дает возможности одновременно проанализировать несколько характеристик бластоцист на одном и том же материале. В данной работе представлены результаты пилотного исследования по секвенированию РНК клеток внутренней клеточной массы (ВКМ) и трофэктодермы (ТЭ) бластоцист человека. Цель: оценка возможности анализа экспрессии генов и реконструкции кариотипов бластоцист с использованием данных полнотранскриптомного секвенирования. Методы. Материал – 16 бластоцист человека, которые были получены в рамках циклов экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) в ОГАУЗ «Областной перинатальный центр им. И.Д. Евтушенко». Бластоцисты были механически разделены на ВКМ (2 фрагмента) и ТЭ (3 фрагмента). Пробоподготовка библиотек для секвенирования РНК проводилась с помощью коммерческого набора QIAseq FX Single Cell RNA Library Kit (Qiagen, Germany). Секвенирование было произведено на приборе NextSeq 550 с использованием коммерческих наборов NextSeq 500/550 High Output Kit v2.5 sequencing kit и NextSeq 500/550 High Output Kit v2 kit (Illumina, США), а также на приборе NextSeq 2000 (Illumina, США) с использованием коммерческого набора NextSeq 2000 P3 reagents (300 cycles) (Illumina, США). Биоинформатическая обработка данных проводилась с использованием FastQC, multiQC, STAR, R, DESeq2, superFreq. Для реконструкции цифровых кариотипов исследуемых образцов в качестве референсных образцов с подтвержденным нормальным кариотипом были использованы эмбриоидные тельца (ЭТ), полученные из линий индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК). Результаты. В бластоцистах 7 дня развития в сравнении с бластоцистами 5 дня (7vs5) была выделена группа генов, ответственных за рост бластоцист (CTR9, GINS1 и ZNF830). При сравнении 7vs5 и при сравнении 6vs5 было выделено несколько групп генов, ответственных за локализацию белков и трансляцию. Всего выявлено 286 признаков хромосомной нестабильности (signatures of chromosomal instability, CIN). Амплификации, делеции, частичные амплификации и делеции аутосом встречались с частотой 48,3%, 34,3%, 11,2% и 6,3%, соответственно. Наиболее часто выявлялись нарушения числа копий 3, 5, 9, 10, 12, 15, 16, 17, 19, 22 хромосом. Нами была обнаружена обратная статистически значимая корреляция между качеством ТЭ и числом CIN в ВКМ, а также тенденция к уменьшению CIN в ТЭ при изменении качества ТЭ от «C» к «A». Заключение. Реконструкция кариотипов бластоцист на основе данных полнотранскриптомного анализа возможна и представляет интерес с точки зрения изучения взаимосвязи экспрессионных профилей клеток бластоцист и их хромосомной конституции.

Читать в источнике