2023年11月,由图博基因提供技术支持的文章《Identification and functional analysis of circulating extrachromosomal circular DNA in schizophrenia implicate its negative effect on the disorder》发表在《Clinical and Translational Medicine》期刊。

该研究探讨了染色体外环状DNA(eccDNA)在精神分裂症中的特征及其潜在功能。研究团队使用Circle-seq技术对10名慢性精神分裂症患者和17名健康对照者的血浆样本中的eccDNA进行了特征分析,发现了与精神分裂症相关的eccDNA,并通过生物信息学和实验方法研究了这些eccDNA的分子角色。研究结果揭示了eccDNA在精神分裂症中的负面作用,为进一步理解该疾病的机制提供了新的视角。
这项研究主要发现了与精神分裂症(SCZ)相关的染色体外环状DNA(eccDNA)的特征及其潜在功能。研究人员通过分析10名慢性SCZ患者和17名健康对照的血浆样本,发现SCZ患者中存在211个差异表达的eccDNA编码基因(eccGene)。这些eccGene在慢性SCZ患者中的存在频率显著高于健康对照组。研究特别关注了TAOK2基因,发现其携带的eccDNA片段能够下调TAOK2 mRNA的表达,提示其可能通过生成siRNA样分子抑制宿主基因表达。此外,RNA-seq分析显示,人工合成的TAOK2 eccDNA能够在神经细胞中调节免疫相关生物过程,暗示eccDNA在SCZ大脑中的负面影响。
方法和技术:
(1)Circle-seq方法:用于环状DNA(eccDNA)的提取和测序,以分析来自10名慢性精神分裂症(SCZ)患者和17名健康对照者的血浆样本。
(2)生物信息学分析:对测序数据进行处理和分析,包括eccDNA的鉴定和特征分析。
(3)PCR和Sanger测序:验证环状DNA连接区域,确保数据的准确性。
(4)LAMA策略:用于合成人工环状DNA(eccTAOK2),并进行酶切实验确认其环状结构和纯度。
(5)RNA-seq分析:在细胞转染人工环状DNA后,进行RNA测序以研究基因表达变化。
(6)定量PCR(qPCR):检测转染后TAOK2 mRNA的表达水平。
(7)双荧光素酶报告基因实验:评估人工环状DNA对基因表达的调控作用。 这些方法和技术综合应用,以探索精神分裂症相关环状DNA的特征及其在神经细胞中的潜在功能和影响。

研究结论
该研究表明,SCZ患者中富集的eccDNA可能会引发神经细胞中的免疫相关生物过程失调,显示出eccDNA对SCZ大脑的潜在负面影响。总体来说,本研究描绘了SCZ患者的染色体外环状DNA谱系,强调了eccDNA在SCZ中的调控功能及其作为诊断和监测SCZ的无创性生物标志物的潜力。
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