Highlights
1、汇总了互作转录组医学常见实验设计、解读了相关文章思路
2、在医学领域，宿主与微生物的互作转录组研究正成为挖掘宿主抗病基因、揭示微生物致病机制的关键技术。
3、派森诺提供宿主-微生物互作转录组服务，助力互作研究，项目经验丰富。
之前通过国自然热点 | 宿主-微生物相互作用——互作转录组测序详解这篇软文给大家介绍了互作转录组的基本知识。简要来说互作转录组测序可以同时对互作的两个或多个物种进行建库测序，更能反映宿主和病原体真实的表达情况，在抗病或致病机理研究、新药开发和生理适应等领域具有广泛的应用前景。今天再跟着小派一起来看看互作转录组在医学领域应用的详细介绍吧。
一、互作转录组在医学中的应用方向
互作转录组通过同时获取宿主与特定微生物的动态基因表达网络，科研人员能够精准挖掘宿主抗病基因、揭示微生物致病机制，尤其在感染性疾病机制解析和精准诊疗中应用广泛。人体存在种类丰富的微生物，他们之间复杂的相互作用被精密的基因网络调控，但大部分病原体-宿主机制网络仍不清晰。
1、病原体致病机制解析
通过对比病原体在游离状态与感染宿主后的转录组差异，可识别其毒力相关基因（如黏附素、侵袭素、毒素编码基因）及代谢重编程通路。比如鼠伤寒沙门菌感染人永生化上皮细胞后，在鼠伤寒沙门菌中发现一个高度上调的sRNA—毒力因子PinT。
2、宿主免疫应答机制研究
通过比较宿主在病原体侵染前后的基因变化，揭示宿主感染后免疫信号通路（如TLR/NF-κB、干扰素通路）的激活或抑制模式，及关键效应分子（细胞因子、趋化因子）的表达变化。比如通过建立肺炎链球菌对Ⅱ型肺泡上皮细胞感染模型，发现肺炎链球菌激活了上皮细胞的活性氧解毒途径。
二、互作转录组测序方案设计
互作转录组实验基本设计思路是互作样本中的物种与各自物种的对照样本进行差异比较。互作转录组标准的样本构成为两个物种的对照样本以及互作样本。互作转录组对互作样本中的两个物种同时取样、提取RNA、建库、上机测序。最后获取两个物种RNA的测序结果并分别与这两个物种的对照组进行后续转录组分析。
三、互作转录组实验设计及思路
1、Dual RNA-seq identifies genes and pathways modulated during Clostridioides difficile colonization
互作转录组揭示艰难梭菌定植过程中被调控的基因与通路
期刊：mSystems，Q1
研究背景：
艰难梭菌是最常见的医院获得性肠道病原体之一。成功定植肠上皮后，艰难梭菌增殖并分泌毒素，这些毒素是破坏上皮屏障、造成组织损伤及感染过程中液体积聚的主要原因。本研究利用一种“厌氧-需氧”双环境体外人肠道模型系统解析了艰难梭菌感染早期和宿主的转录组应答。
实验材料：
宿主：人肠上皮细胞系 Caco-2
病原体：艰难梭菌
组别：肠上皮细胞、艰难梭菌、侵染后3、6、12、24h互作样本
结果：
感染3–24小时后不同时间点细菌差异表达基因存在一定共性，而宿主转录谱则差异显著，重叠极少。与宿主细胞共培养时，艰难梭菌多种细胞壁相关蛋白表达降低。基因功能及通路富集分析提示，哺乳动物与细菌细胞的嘌呤/嘧啶合成通路均可能发生协同调控。负责细胞表面蛋白切割的分泌型金属蛋白酶在感染过程中表达下调；缺失该酶的突变株在感染中对上皮细胞的黏附能力显著增强。
2、Dual RNA sequencing reveals dendritic cell reprogramming in response to typhoidal Salmonella invasion
互作转录组揭示树突状细胞在伤寒沙门氏菌侵袭下的重编程
期刊：Communications Biology，Q1
研究背景：
伤寒沙门氏菌会导致每年全球近1000万人出现伤寒，严重者会危及生命。然而，伤寒沙门氏菌侵袭力的分子决定因素仍不明确。树突细胞（DC）是人免疫系统的关键专职抗原呈递细胞，致病细菌破坏DC功能和阻止T细胞识别的能力有助于它们在宿主内的存活和传播，但具体机制仍未知。
实验材料：
宿主：人单核细胞来源的树突状细胞（MoDC）
病原体：鼠伤寒沙门氏菌S. Typhi
组别：未感染的细胞、感染的细胞以及在体外液体培养基中培养的细菌
结果：
本研究阐明了S. Typhi的毒力分子机制，特别强调了铁在其与DC相互作用中的重要性。S. Typhi 能够对DC诱导的硝化应激通路启动强大的应答。我们提出了一个模型：DC的铁摄取以及适当的细胞内运输是宿主用于防止细胞内细菌感染的重要防御机制，而人类病原体 S. Typhi 能够绕过这一机制。
