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HepaRG细胞自组织形成肝类器官的动态转录物组研究OA

Dynamic transcriptomic profiling during the self-organization of HepaRG cells into liver organoids

中文摘要英文摘要

目的 探讨 HepaRG 细胞三维培养形成肝类器官过程中0~120 h 的时序性转录物组变化,解析增殖相关程序向分化及肝功能程序转换的分子特征.方法 HepaRG 细胞与 Matrigel 按 1∶1(v/v)混匀,接种超低吸附 96 孔板(5 000个细胞/孔)诱导形成类器官;于 0 h、14 h、24 h、72 h 和 120 h 取样成像并进行转录物组测序(RNA-seq).对数据进行主成分分析(PCA)与相关性评估,采用 DESeq2 进行差异表达分析;对时间序列差异表达基因进行趋势聚类与功能富集,并构建蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)分析关键模块.结果 三维培养下 HepaRG 细胞自组织形成球状类器官,白蛋白(ALB)表达上调;差异表达基因随时间增多,72~120 h 最为显著.差异表达基因可分为6 个时序簇,早期以增殖/细胞周期为主,晚期以肝功能相关通路(脂代谢、脂蛋白重塑、补体通路)增强为特征.结论 HepaRG 类器官形成伴随显著的时序性转录物组重塑,72~120 h 为肝功能相关程序增强的关键阶段,为类器官成熟评价与机制研究提供转录物组学依据.

Objective To investigate the time-dependent transcriptomic alterations during liver organoid formation from HepaRG cells under three-dimensional culture from 0 to 120 h,and to characterize molecular features associ-ated with the programmatic transition from proliferation-related processes to hepatic functional differentiation.Methods HepaRG cells were mixed with Matrigel(1∶1,v/v)and seeded into ultra-low-attachment 96-well plates.Samples collected at 0 h,14 h,24 h,72 h,and 120 h were subjected to RNA sequencing(RNA-seq),followed by principal component analysis(PCA)/correlation assessment,DESeq2-based differential expression,time-course clustering with enrichment analysis,and protein-protein interaction(PPI)network analysis.Results HepaRG cells self-assembled into spheroid organoids under three-dimensional culture,accompanied by increased albumin(ALB)expression.The number of differentially expressed genes(DEGs)peaked at 72 h and 120 h.Six tem-poral clusters revealed an early-to-late transition from proliferation/cell-cycle programs to hepatic functional programs(lipid metabolism,lipoprotein remodeling,and the complement pathway).Conclusions HepaRG organoid formation involves dynamic transcriptomic remodeling.The 72-120 h interval constitutes a critical stage with enhanced hepatic function-related programs,offering transcriptomic support for maturation evaluation and mechanistic studies.

夏婉娉;保永莉;李铭鸿;吴汝成;李书翔;李雪媛;陈阳

中国医学科学院北京协和医学院 基础医学研究所 生物化学与分子生物学系重大疾病共性机制研究全国重点实验室,北京 100005中国医学科学院北京协和医学院 基础医学研究所 生物化学与分子生物学系重大疾病共性机制研究全国重点实验室,北京 100005中国医学科学院北京协和医学院 基础医学研究所 生物化学与分子生物学系重大疾病共性机制研究全国重点实验室,北京 100005中国医学科学院北京协和医学院 基础医学研究所 生物化学与分子生物学系重大疾病共性机制研究全国重点实验室,北京 100005中国医学科学院北京协和医学院 基础医学研究所 生物化学与分子生物学系重大疾病共性机制研究全国重点实验室,北京 100005中国医学科学院北京协和医学院 基础医学研究所 生物化学与分子生物学系重大疾病共性机制研究全国重点实验室,北京 100005中国医学科学院北京协和医学院 基础医学研究所 生物化学与分子生物学系重大疾病共性机制研究全国重点实验室,北京 100005

生物科学

HepaRG细胞肝类器官转录物组时间序列分析蛋白质-蛋白质相互作用网络

HepaRG cellsliver organoidstranscriptometime-series analysisprotein-protein interaction network

《基础医学与临床》 2026 (6)

777-783,7

国家自然科学基金(32570755)中国医学科学院医学与健康科技创新工程(2025-I2M-FGS-003)

10.16352/j.issn.1001-6325.2026.06.0777

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