5篇Blood论文提出全面的血细胞“路线图”
2014-05-04 王英 生物通
2014年3月，发表在 Blood 上的5篇论文，对人体中5种独特的血细胞，进行了前所未有的深入研究，确定了关键调节基因在这些血细胞中的位置，并为科学家们确定血细胞如何形成以及阐明血液病的病因，提供了一种新工具。发表在 Blood 上的这项研究工作，是一项大型多国协作计划FANTOM的一个子集。FANTOM 计划全称为“哺乳动物基因组功能注释”（Functional Annotation of t
2014年3月，发表在 Blood 上的5篇论文，对人体中5种独特的血细胞，进行了前所未有的深入研究，确定了关键调节基因在这些血细胞中的位置，并为科学家们确定血细胞如何形成以及阐明血液病的病因，提供了一种新工具。
发表在 Blood 上的这项研究工作，是一项大型多国协作计划FANTOM的一个子集。FANTOM 计划全称为“哺乳动物基因组功能注释”（Functional Annotation of the Mamaliam Genome），是日本理化研究所（RIKEN）于2000年启动的项目，其目标利用最先进的cDNA技术，建立完整的人类基因文库。
此次的FANTOM 5计划（FANTOM计划的第五阶段）共有来自全球20个国家和地区、分属于114个科研机构的超过250名生物细胞学和生物信息学领域的专家参与。相关研究论文（总共18篇）分别发表在 Nature 杂志（2篇）和其它10本学术期刊（16篇）上。其中，在线发表于 Nature 杂志的两篇论文，描述了来自广泛基因组图谱项目的重要观察结果，另外一项研究结果也发表在近期的BMC Genomics。
血细胞主要包括三种类型：红细胞（红血细胞）、白血球（白血细胞）和血小板，它们都起源于造血干细胞。虽然这些细胞的起源是已知的，但是，发生在干细胞中决定其是变成红细胞、白细胞还是血小板——或者甚至产生遗传突变——的基因表达变化，尚未完全了解。
为了探究这一过程，研究人员分析了超过30个不同的特定亚型白血细胞（包括肥大细胞、T细胞、单核细胞、粒细胞和B细胞），并对称为增强子和启动子的关键区域进行了定位，这些区域决定着一个特定基因在细胞内是被激活还是被沉默。通过识别和定位这些调控基因，研究人员能够将它们与特定基因的活性相关联。
FANTOM5的首席研究员、日本理化研究所的Alistair Forrest博士指出：“在此之前，研究人员只能够识别增强子和启动子的特定标签；然而，它们的确切位置以及与特定血细胞的特定增强子之间的联系，仍不清楚。这一新的公开可用资源的变化，为血液学家提供了大多数血细胞类型的一个基准参考，使他们能够跟踪这些细胞的发展，并确定在此过程中可能发生了什么而引导它们到达最终状态。”
在对每个血细胞内增强子和启动子位置有了新的了解之后，现在研究人员可以更好地设计实验来确定基因如何被激活，这有可能带来一种新策略的开发，即关闭这个基因来预防或治疗恶性肿瘤。
Forrest博士称：“引起正常细胞转变为癌细胞的特定遗传改变，出现在细胞的信使RNA水平上，这些差异往往是非常微妙的。因为我们对这些细胞类型有非常详细的描述，现在我们可以回过头来，将癌细胞与它们的起源细胞进行比较，以更好地了解是什么引起细胞发生故障，因此，我们将能够更有针对性地开发更有效的新疗法。”
1. Rönnerblad M1, Andersson R, Olofsson T, Douagi I, Karimi M, Lehmann S, Hoof I, de Hoon M, Itoh M, Nagao-Sato S, Kawaji H, Lassmann T, Carninci P, Hayashizaki Y, Forrest AR, Sandelin A, Ekwall K, Arner E, Lennartsson A; FANTOM consortium.Analysis of the DNA methylome and transcriptome in granulopoiesis reveals timed changes and dynamic enhancer methylation.Blood. 2014 Apr 24;123(17):e79-89. doi: 10.1182/blood-2013-02-482893. Epub 2014 Mar 26.
2. Prasad P1, Rönnerblad M, Arner E, Itoh M, Kawaji H, Lassmann T, Daub CO, Forrest AR, Lennartsson A, Ekwall K; FANTOM consortium.High-throughput transcription profiling identifies putative epigenetic regulators of hematopoiesis.Blood. 2014 Apr 24;123(17):e46-57. doi: 10.1182/blood-2013-02-483537. Epub 2014 Mar 26.
3. Motakis E1, Guhl S, Ishizu Y, Itoh M, Kawaji H, de Hoon M, Lassmann T, Carninci P, Hayashizaki Y, Zuberbier T, Forrest AR, Babina M; FANTOM consortium.Redefinition of the human mast cell transcriptome by deep-CAGE sequencing.Blood. 2014 Apr 24;123(17):e58-67. doi: 10.1182/blood-2013-02-483792. Epub 2014 Mar 26.
4. Schmidl C1, Renner K, Peter K, Eder R, Lassmann T, Balwierz PJ, Itoh M, Nagao-Sato S, Kawaji H, Carninci P, Suzuki H, Hayashizaki Y, Andreesen R, Hume DA, Hoffmann P, Forrest AR, Kreutz MP, Edinger M, Rehli M; FANTOM consortium.Transcription and enhancer profiling in human monocyte subsets.Blood. 2014 Apr 24;123(17):e90-9. doi: 10.1182/blood-2013-02-484188. Epub 2014 Mar 26.
5. Schmidl C1, Hansmann L, Lassmann T, Balwierz PJ, Kawaji H, Itoh M, Kawai J, Nagao-Sato S, Suzuki H, Andreesen R, Hayashizaki Y, Forrest AR, Carninci P, Hoffmann P, Edinger M, Rehli M; FANTOM consortium.The enhancer and promoter landscape of human regulatory and conventional T-cell subpopulations.Blood. 2014 Apr 24;123(17):e68-78. doi: 10.1182/blood-2013-02-486944. Epub 2014 Mar 26.
2篇Nature论文：
1. FANTOM Consortium and the RIKEN PMI and CLST (DGT).A promoter-level mammalian expression atlas.Nature. 2014 Mar 27;507(7493):462-70. doi: 10.1038/nature13182.
2. Andersson R1, Gebhard C2, Miguel-Escalada I3, Hoof I4, Bornholdt J4, Boyd M4, Chen Y4, Zhao X5, Schmidl C6, Suzuki T7, Ntini E8, Arner E7, Valen E9, Li K4, Schwarzfischer L6, Glatz D6, Raithel J6, Lilje B4, Rapin N10, Bagger FO10, Jørgensen M4, Andersen PR8, Bertin N7, Rackham O7, Burroughs AM7, Baillie JK11, Ishizu Y7, Shimizu Y7, Furuhata E7, Maeda S7, Negishi Y7, Mungall CJ12, Meehan TF13, Lassmann T7, Itoh M14, Kawaji H15, Kondo N15, Kawai J15, Lennartsson A16, Daub CO17, Heutink P18, Hume DA11, Jensen TH8, Suzuki H7, Hayashizaki Y15, Müller F3; FANTOM Consortium, Forrest AR7, Carninci P7, Rehli M19, Sandelin A4.An atlas of active enhancers across human cell types and tissues.Nature. 2014 Mar 27;507(7493):455-61. doi: 10.1038/nature12787.
BMC Genomics论文：
Rye M1, Sandve GK, Daub CO, Kawaji H, Carninci P, Forrest AR, Drabløs F; FANTOM consortium.Chromatin states reveal functional associations for globally defined transcription start sites in four human cell lines.BMC Genomics. 2014 Mar 26;15(1):120. doi: 10.1186/1471-2164-15-120.
血细胞主要包括三种类型：红细胞（红血细胞）、白血球（白血细胞）和血小板，它们都起源于造血干细胞。虽然这些细胞的起源是已知的，但是，发生在干细胞中决定其是变成红细胞、白细胞还是血小板——或者甚至产生遗传突变——的基因表达变化，尚未完全了解。
为了探究这一过程，研究人员分析了超过30个不同的特定亚型白血细胞（包括肥大细胞、T细胞、单核细胞、粒细胞和B细胞），并对称为增强子和启动子的关键区域进行了定位，这些区域决定着一个特定基因在细胞内是被激活还是被沉默。通过识别和定位这些调控基因，研究人员能够将它们与特定基因的活性相关联。
FANTOM5的首席研究员、日本理化研究所的Alistair Forrest博士指出：“在此之前，研究人员只能够识别增强子和启动子的特定标签；然而，它们的确切位置以及与特定血细胞的特定增强子之间的联系，仍不清楚。这一新的公开可用资源的变化，为血液学家提供了大多数血细胞类型的一个基准参考，使他们能够跟踪这些细胞的发展，并确定在此过程中可能发生了什么而引导它们到达最终状态。”
在对每个血细胞内增强子和启动子位置有了新的了解之后，现在研究人员可以更好地设计实验来确定基因如何被激活，这有可能带来一种新策略的开发，即关闭这个基因来预防或治疗恶性肿瘤。
Forrest博士称：“引起正常细胞转变为癌细胞的特定遗传改变，出现在细胞的信使RNA水平上，这些差异往往是非常微妙的。因为我们对这些细胞类型有非常详细的描述，现在我们可以回过头来，将癌细胞与它们的起源细胞进行比较，以更好地了解是什么引起细胞发生故障，因此，我们将能够更有针对性地开发更有效的新疗法。”
原始出处：
5篇blood论文：
1. Rönnerblad M1, Andersson R, Olofsson T, Douagi I, Karimi M, Lehmann S, Hoof I, de Hoon M, Itoh M, Nagao-Sato S, Kawaji H, Lassmann T, Carninci P, Hayashizaki Y, Forrest AR, Sandelin A, Ekwall K, Arner E, Lennartsson A; FANTOM consortium.Analysis of the DNA methylome and transcriptome in granulopoiesis reveals timed changes and dynamic enhancer methylation.Blood. 2014 Apr 24;123(17):e79-89. doi: 10.1182/blood-2013-02-482893. Epub 2014 Mar 26.
2. Prasad P1, Rönnerblad M, Arner E, Itoh M, Kawaji H, Lassmann T, Daub CO, Forrest AR, Lennartsson A, Ekwall K; FANTOM consortium.High-throughput transcription profiling identifies putative epigenetic regulators of hematopoiesis.Blood. 2014 Apr 24;123(17):e46-57. doi: 10.1182/blood-2013-02-483537. Epub 2014 Mar 26.
3. Motakis E1, Guhl S, Ishizu Y, Itoh M, Kawaji H, de Hoon M, Lassmann T, Carninci P, Hayashizaki Y, Zuberbier T, Forrest AR, Babina M; FANTOM consortium.Redefinition of the human mast cell transcriptome by deep-CAGE sequencing.Blood. 2014 Apr 24;123(17):e58-67. doi: 10.1182/blood-2013-02-483792. Epub 2014 Mar 26.
4. Schmidl C1, Renner K, Peter K, Eder R, Lassmann T, Balwierz PJ, Itoh M, Nagao-Sato S, Kawaji H, Carninci P, Suzuki H, Hayashizaki Y, Andreesen R, Hume DA, Hoffmann P, Forrest AR, Kreutz MP, Edinger M, Rehli M; FANTOM consortium.Transcription and enhancer profiling in human monocyte subsets.Blood. 2014 Apr 24;123(17):e90-9. doi: 10.1182/blood-2013-02-484188. Epub 2014 Mar 26.
5. Schmidl C1, Hansmann L, Lassmann T, Balwierz PJ, Kawaji H, Itoh M, Kawai J, Nagao-Sato S, Suzuki H, Andreesen R, Hayashizaki Y, Forrest AR, Carninci P, Hoffmann P, Edinger M, Rehli M; FANTOM consortium.The enhancer and promoter landscape of human regulatory and conventional T-cell subpopulations.Blood. 2014 Apr 24;123(17):e68-78. doi: 10.1182/blood-2013-02-486944. Epub 2014 Mar 26.
2篇Nature论文：
1. FANTOM Consortium and the RIKEN PMI and CLST (DGT).A promoter-level mammalian expression atlas.Nature. 2014 Mar 27;507(7493):462-70. doi: 10.1038/nature13182.
2. Andersson R1, Gebhard C2, Miguel-Escalada I3, Hoof I4, Bornholdt J4, Boyd M4, Chen Y4, Zhao X5, Schmidl C6, Suzuki T7, Ntini E8, Arner E7, Valen E9, Li K4, Schwarzfischer L6, Glatz D6, Raithel J6, Lilje B4, Rapin N10, Bagger FO10, Jørgensen M4, Andersen PR8, Bertin N7, Rackham O7, Burroughs AM7, Baillie JK11, Ishizu Y7, Shimizu Y7, Furuhata E7, Maeda S7, Negishi Y7, Mungall CJ12, Meehan TF13, Lassmann T7, Itoh M14, Kawaji H15, Kondo N15, Kawai J15, Lennartsson A16, Daub CO17, Heutink P18, Hume DA11, Jensen TH8, Suzuki H7, Hayashizaki Y15, Müller F3; FANTOM Consortium, Forrest AR7, Carninci P7, Rehli M19, Sandelin A4.An atlas of active enhancers across human cell types and tissues.Nature. 2014 Mar 27;507(7493):455-61. doi: 10.1038/nature12787.
BMC Genomics论文：
Rye M1, Sandve GK, Daub CO, Kawaji H, Carninci P, Forrest AR, Drabløs F; FANTOM consortium.Chromatin states reveal functional associations for globally defined transcription start sites in four human cell lines.BMC Genomics. 2014 Mar 26;15(1):120. doi: 10.1186/1471-2164-15-120.
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