细胞培养与顺铂暴露
建立RPTEC/TERT1肾近端小管细胞体外模型并获取顺铂浓度-时间响应转录组数据
RPTEC/TERT1细胞在DMEM/Ham's F-12培养基中维持和分化,接种于96孔板培养14天,暴露于顺铂9个浓度6个时间点,未处理细胞作为对照,最终收集样本进行TempO-Seq全转录组分析。
Analytical Choices Drive Toxicogenomic Potency Estimates: A Systematic Evaluation of Transcriptomic Points of Departure
体外细胞模型结合转录组学全过程,包含QC、归一化、BMC建模、分布和通路tPOD推导、置换零分布分析和bootstrap不确定性评估。
人永生化肾近端小管上皮细胞RPTEC/TERT1 RPTEC/TERT1细胞暴露于顺铂的体外转录组学数据集
RPTEC/TERT1细胞在96孔板中以25,000个细胞/孔接种,培养14天以成熟为近端小管表型 顺铂浓度梯度为0.1、0.5、1、2.5、5、10、20、30、50 µM,时间点为4、8、16、24、48、72小时 每个浓度-时间点条件有3个重复样本,未处理细胞作为时间匹配对照,0小时额外6个未处理对照,QC前共204个样本 5个独立分析流程分别采用不同归一化(CPM、DESeq2、Upper Quartile、log2(VST))和预处理/后处理过滤条件 分布型tPOD包括第五百分位、第25位排序基因、第一众数、Kneedle和最低一致反应剂量,BMC低于0.1 µM标记为低于范围
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
建立RPTEC/TERT1肾近端小管细胞体外模型并获取顺铂浓度-时间响应转录组数据
RPTEC/TERT1细胞在DMEM/Ham's F-12培养基中维持和分化,接种于96孔板培养14天,暴露于顺铂9个浓度6个时间点,未处理细胞作为对照,最终收集样本进行TempO-Seq全转录组分析。
获取全转录组基因表达数据用于下游分析
细胞裂解后样本送至BioClavis,使用TempO-Seq平台和human whole transcriptome v1.2探针面板处理,2023年5月将探针面板与GRCh38参考基因组以96%序列一致性阈值重新比对,应用标准衰减剂。
评价不同预处理和归一化选择对数据维度及后续建模的影响
5个合作方基于各自实验室方案对相同比对计数进行QC和归一化,包括低质量探针过滤、低文库大小样本排除、重复相关性差样本排除、探针计数聚合和归一化,最终保留基因数从11,531到13,040不等,样本数从199到204不等。
识别进入BMC建模的浓度响应基因,并评估工作流程特定标准在零假设下是否选出基因
不同工作流程分别应用Williams Trend Test或二次趋势检验进行预过滤,部分流程将预过滤作为建模前排除标准,部分仅用于报告。每个时间点随机置换浓度标签100次,保留组大小,重新应用工作流程特定CRG识别标准,计算经验P值。
评估不同BMD软件、过滤和分布汇总方法对基因水平BMC和tPOD的影响
对归一化基因表达数据进行BMC建模,得到基因水平BMC,并应用后模型过滤。采用第五百分位、第25位排序基因、第一众数、Kneedle和LCRD推导分布型tPOD。使用1,000次bootstrap评估分布型tPOD稳定性,BMC低于0.1 µM标记为低于范围估计。
评估基因水平BMC聚合为通路中位数BMC时跨工作流程一致性以及通路定义对tPOD的影响
将浓度响应基因按KEGG、Hallmark、WikiPathways、WGCNA模块、TGx-DDI和GENOMARK等基因集分组,计算每个基因集中所有浓度响应基因的中位数BMC。比较Hallmark通路跨工作流程相关性,并对p53相关通路定义进行基因重叠、BMC分布和中位数BMC比较。
比较直接建模通路活性评分与基因水平BMC中位数聚合得到的tPOD及其保守性差异
对Hallmark通路的NES和RPTEC/TERT1 TXG-MAPr WGCNA eigengene scores直接进行BMC建模,并与相同通路的中位数BMC比较。使用Bland-Altman图、BMC分布图和通路覆盖度关联分析评估两种方法的系统偏差和一致性。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 细胞培养 | DMEM培养基 | Thermo Fisher Gibco | 11966-025 |
| Ham's F-12培养基 | Thermo Fisher Gibco | 21765-029 | |
| GlutaMAX添加剂 | Thermo Fisher | 35050038 | |
| 表皮生长因子 | Merck | E9644 | |
| 氢化可的松 | Sigma-Aldrich | H0888 | |
| 胰岛素、转铁蛋白、硒 | Sigma-Aldrich | I1884 | |
| 青霉素-链霉素 | Thermo Fisher Gibco | 15070-063 | |
| 药物处理 | 顺铂 | Leiden University Medical Center (LUMC) | 1 mg/ml solution in 0.9% NaCl |
| 样本裂解 | TempO-Seq裂解缓冲液 | BioSpyder | -- |
| 样本储存 | 铝封膜 | Greiner Bio-One | 676090 |
| 样本转移 | 96孔锥形底板 | Thermo Fisher | 249662 |
| 转录组分析 | TempO-Seq平台及人全转录组v1.2探针面板 | BioClavis | -- |
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 细胞培养与分化 | 细胞系RPTEC/TERT1、培养基组成、接种密度25,000 cells/well、分化时间14天、37°C、5% CO2 阅读提示:Materials and methods中Experimental design小节 |
| 顺铂暴露设计 | 顺铂浓度0.1–50 µM共9个浓度、暴露时间4–72小时共6个时间点、每条件3个重复、未处理对照和0小时额外6个对照、QC前204个样本 阅读提示:Materials and methods中Experimental design小节及Fig. S1A |
| 转录组数据生成与分析流程 | TempO-Seq平台、human whole transcriptome v1.2探针面板、GRCh38重比对、5个独立工作流程的QC、归一化、预过滤和后模型过滤条件 阅读提示:Materials and methods中General workflow、Details on specific workflows及Table S1、Table 1、Table 2 |
| BMC建模与tPOD推导 | BMD软件BMDExpress3或DRomics、基因水平BMC建模、后模型过滤标准、分布型tPOD五种方法、BMC低于0.1 µM标记为below-range 阅读提示:Materials and methods中Benchmark concentration modeling、Distribution-based tPODs及Table 3、Table 4 |
| 通路水平分析和通路评分建模 | 通路资源KEGG、Hallmark、WikiPathways、WGCNA、TGx-DDI、GENOMARK,通路中位数BMC聚合,NES和eigengene score建模,通路覆盖度标准 阅读提示:Materials and methods中Pathway-based tPODs、Results中通路比较部分及Table 5、Table 6、Fig. 3、Fig. 4、Fig. 5 |