以轉錄體分析探討人類不同組織來源間葉幹細胞之研究

Abstract

間葉幹細胞具有多種可應用於細胞療法的生理特性，在組織再生及免疫疾病等皆具有很高的應用價值。多篇研究表明不同組織來源的間葉幹細胞在生長速率、基因表現、分化以及免疫調節等能力上存在差異表現，可能影響細胞療法的成效。然而這些比較研究受限於培養條件及捐贈者差異對細胞活性的影響，存在結果的不一致。釐清不同組織來源的間葉幹細胞的差異表現將有助於細胞療法的開發。因此，本篇研究統合分析公開核糖核酸測序資料，目的於了解不同組織來源的間葉幹細胞在多篇研究中一致的差異表現。 本篇研究蒐集 114 筆測序資料，並從中篩選出 43 筆分析用資料以及 39 筆驗證用資料。應用分析用資料進行不同組織來源間的差異表現分析，得知不同組織來源的間葉幹細胞間存在大量差異表現基因。經驗證用資料交叉驗證，證實此差異表現基因在所有組別中普遍具有 60 % 以上的預測精密度。以此差異表現基因進行基因本體論分析，得知不同組織來源的間葉幹細胞具體可能在代謝、分化以及調控環境的能力上存在差異。本篇研究也實際取得不同組織來源的間葉幹細胞，發現在驗證的 14 個基因中，11 個基因表現符合差異表現基因的預測。 本篇研究應用統合分析得到不同組織來源的間葉幹細胞的差異表現基因，並透過乾實驗與濕實驗驗證其預測能力。這些差異表現基因可應用於預測特定組織來源的間葉幹細胞擅長的生理功能，進而有助於細胞療法的開發。

Human mesenchymal stem cell (hMSC) has potential in cell therapy targeting tissue regeneration and immune diseases. Studies have shown hMSC derived from different tissues may have different properties, further affecting efficacy of cell therapies. However, specifying differences in hMSCs from comparative studies could be difficult due to their inconsistence in results. Thus, this study conducts a meta-analysis on public RNA-Seq data, aiming to discover consistent differences in previous studies. 43 analyzed data and 39 test data are selected amongst 114 collected RNA-Seq data. Numerous differential expression genes (DEGs) are revealed amongst hMSCs. Precision of these DEGs are cross-validated to be higher than 60 %. Gene ontology analysis shows these DEGs are correlated to metabolism, differentiation, or tissue remodeling. 14 origin-specific marker genes are validated, and 11 correspond to prediction in real samples. These results show that differences in hMSCs can be obtained with RNA-Seq data meta-analysis. Experiments are needed to prove the prediction of functional differences.