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World File Search System共表达
一种由内源性 Lcn9 启动子驱动的附睾起始节段特异性表达 Cre 重组酶的新型小鼠系
从睾丸释放的精子经历成熟过程并通过附睾运输获得使卵子受精的能力。附睾分为四个区域，每个区域都有独特的形态、基因谱、腔内微环境和截然不同的功能。为了研究附睾起始节（IS）中相关基因的功能，通过 CRISPR/Cas9 技术建立了一种新的 IS 特异性小鼠模型——Lcn9-Cre 敲入（KI）小鼠系。TAG 终止密码子被 2A-NLS-Cre 盒替换，导致 Lcn9 和 Cre 重组酶共表达。从出生后第 17 天首次观察到 IS 特异性 Cre 表达。使用 Rosa26 tdTomato 报告小鼠，Cre 介导的 DNA 重组仅在主细胞中检测到。使用 Lcn9-Cre 小鼠与携带 Tsc1 floxed 等位基因 (Tsc1 flox/+) 的小鼠品系杂交，进一步证实了附睾 IS 特异性 Cre 体内活性。Cre 表达不影响正常发育或雄性生育力。与之前报道的任何附睾特异性 Cre 小鼠不同，新型 Lcn9-Cre 小鼠品系可用于引入整个 IS 特异性条件基因编辑以进行基因功能研究。
最初发表于：Koller，Teresa；卡门青德，马塞拉；荣格，以斯帖；布伦纳，苏珊娜；主，格哈德；阿姆布鲁斯特，天鹅座；凯勒，比特（2024）。
从野生或相关物种中引入抗性基因是提高小麦品种抗病性的常用策略。Pm17 是一种使小麦具有白粉病抗性的基因。它编码一种 NLR 型免疫受体，几十年前作为 1RS 染色体臂易位的一部分从黑麦渗入小麦。到目前为止，还无法将 Pm17 从其共渗入的黑麦基因中分离出来，因为重组受到抑制。我们在田间测试了过表达 Pm17 而没有任何其他黑麦基因的转基因山鹑小麦。在三个田间季节中，四个转基因事件表现出高水平的 PM17 蛋白积累、强大的白粉病抗性且没有多效性。我们采用了转基因插入和杂交育种相结合的方法来生成共表达 Pm17 和 Pm3 或 Pm17 和 Pm8 的品系。白粉病菌属小麦白粉病菌感染试验证实了 Pm17+Pm3b 和 Pm17+Pm8 系中两种金字塔转基因具有附加的、特定品种的抗性。此外，金字塔系在三个田间季节中表现出很强的白粉病抗性。我们得出结论，来自扩展基因库的过表达 NLR 基因组合拓宽并多样化了小麦的抗病性。
首届 NCI 癌症研究信息技术 (ITCR) 培训生研讨会（虚拟）
Jens Luebeck。AmpliconSuite：分析癌症基因组中的局部扩增 Anderson Bussing。FAST-scDECO：一种灵活、自适应的可扩展单细胞差异共表达分析工具 Ha Nguyen。DSCC：使用共识网络和多组学数据整合进行疾病亚型分析 Farzan Taj。一种用于预测单个癌细胞对遗传和化学扰动的反应的深度学习基础模型 Alexander Wenzel。数据驱动的基因特征细化用于富集分析和细胞状态表征 Daniel Bergman。轻松将多组学分析集成到基于代理的模型中：PhysiCell 的生物信息学演练 Sriya Potluri。ImmunoPheno：一个用于设计和分析免疫表型实验的数据驱动生物信息学平台 Selina Wu。通过分期改善肿瘤亚克隆重建：遗传性平滑肌瘤病和肾细胞癌病例研究 Jaime Wehr。精准肿瘤学决策支持信息学方法将可操作基因型与靶向疗法相匹配 Tushar Mandloi。CancerModels.Org - 一个开放的全球癌症研究平台，用于患者衍生的癌症模型。快闪演讲 5 月 16 日
聚（ADP-核糖）聚合酶-1（PARP-1）抑制
ETS 转录因子是一个蛋白质家族，由一组在从后生动物到人类的进化过程中保守的基因编码 [1,2]。迄今为止，已在脊椎动物中描述了该家族的 28 个成员，分为 12 组 [3]。这些转录因子的特点是具有一个高度保守的有翼螺旋-转角-螺旋 DNA 结合域 (DBD)，该域可识别位于靶基因启动子中的具有中央 5′-GGA(A/T)-3′ 核心的特定 DNA 元素，称为 ETS 结合位点 (EBS)。尽管所有 ETS 家族成员都共享相同的 DBD，但每个 ETS 转录因子都有自己的 DNA 结合特性，这些特性受到严格控制以确保特定的生物学作用。具体而言，ETS 转录因子的 DNA 结合特性可通过以下方式彼此区分：(i) EBS 序列识别的细微差异 [4]、(ii) 与不同结合伙伴的特异性相互作用，或 (iii) 调节其对 DNA 亲和力的差异性翻译后修饰 [3]。尽管如此，ETS 转录因子在许多细胞类型（例如造血细胞、乳腺和前列腺组织）中广泛共表达，并且这些细胞中每种因子的生物学特异性仍不清楚 [3]。
通过合并活性子网络进行药物重新定位已在癌症和 COVID-19 中得到验证
计算药物重新定位旨在对现有药物进行排名和选择，以用于治疗新疾病或这些药物最初不是针对的现有疾病。在计算机筛选中使用大量可用的数字组学数据，有可能大大加快筛选有希望的候选药物的速度，以应对 COVID-19 等尚未找到令人满意的治疗方法的疾病的爆发。我们将 DrugMerge 描述为一种临床前计算药物重新定位的方法，该方法基于合并使用一组疾病活跃子网络构建算法获得的多个药物排名。DrugMerge 在大型基因共表达网络的背景下，使用来自受疾病影响的患者的细胞系/组织的差异转录组数据和来自药物扰动分析的差异转录组数据。对四种基准疾病（哮喘、类风湿性关节炎、前列腺癌和结直肠癌）的实验表明，在所有四种情况下，我们的方法都能在最先检测出临床上用于治疗特定疾病的药物。我们的方法与 CMAP（连接图）等最先进的工具相比毫不逊色。将 DrugMerge 应用于 COVID-19 数据后发现，许多目前正在进行 COVID-19 临床试验的药物都处于领先地位，这表明 DrugMerge 能够模仿人类专家的判断。
针对 pCAD 和 CDH17 的双特异性抗体-药物偶联物具有抗肿瘤活性和提高的肿瘤特异性
摘要 P-钙粘蛋白 (pCAD) 和 LI-钙粘蛋白 (CDH17) 是属于钙粘蛋白超家族的细胞表面蛋白，在结直肠癌中均有高表达。这种共表达谱为使用抗体-药物偶联物 (ADC) 的双重靶向方法提供了一个新颖且有吸引力的机会。在这项研究中，我们使用了一种独特的亲和力驱动的体外筛选方法来生成 pCAD x CDH17 双特异性抗体，该抗体选择性地靶向表达两种抗原的细胞，而不是仅表达 pCAD 或仅表达 CDH17 的细胞。根据体外结果，我们选择了一种领先的双特异性抗体来连接到细胞毒性有效载荷 MMAE 以生成 pCAD x CDH17 双特异性 MMAE ADC。在体内双侧腹小鼠模型中，我们证明了双特异性 ADC 在表达两种抗原的肿瘤中的抗肿瘤活性，但在仅表达 pCAD 或仅表达 CDH17 的肿瘤中没有。总体而言，此处提供的临床前数据表明 pCAD x CDH17 双特异性 MMAE ADC 有可能为结直肠癌患者带来临床益处。
人类大脑中的区域放射组学相似网络 (R2SN)：可重复性、小世界特性和生物学基础
结构协方差网络 (SCN) 已成功用于结构磁共振成像 (sMRI) 研究。然而，大多数 SCN 都是由单一标记构建的，对区分不同疾病阶段不敏感。本研究的目的是设计一种新型的区域放射组学相似性网络 (R2SN)，以便在形态网络分析中提供更全面的信息。通过计算从每个受试者的任意一对区域中提取的放射组学特征之间的 Pearson 相关性来构建 R2SN（AAL 图谱）。我们进一步评估了 R2SN 的小世界特性，并在不同数据集和重测分析中评估了其可重复性。我们还探讨了 R2SN 与一般智力/区域间基因共表达之间的关系。无论使用不同的特征子集，R2SN 都可以在不同数据集中复制。R2SN 在重测分析中表现出很高的可重复性（组内相关系数 > 0.7）。此外，R2SN 具有小词特性 (σ>2) 以及基因表达与一般智力之间的高相关性 (R=0.29，p<0.001)。此外，该结果也在 Brainnetome 图谱中得到重复。R2SN 提供了一种基于 sMRI 了解人类形态协方差的新颖、可靠且生物学上合理的方法。
植物抗癌药物的代谢工程
测序和转录组学的进步使得通过共表达分析可以发现酶，其中候选基因通过组织表达模式与已知途径酶的相似性来识别 — — 最近在 C.roseus 和 Podophyllumpeltatum 中的发现证明了这一点 [ 4 , 5 ]。自组织映射等机器学习方法进一步优化了候选基因 [ 6 ]。这些方法，加上对植物体内生物合成定位的更深入理解，以及单细胞代谢组学等技术的发展，进一步改善了候选基因的选择，加速了酶的发现 [ 7 ]。借助基于 OMIC 的工具（如 plantiSMASH）识别物理基因簇有助于阐明缺失的生物合成酶，如那可丁和长春花碱途径中的酶 [ 8–10 ]。然而，这种方法是有限的，因为许多植物生物合成途径几乎没有或没有基因聚集，如喜树碱生物合成途径[11]。基于同源性的克隆可以加速发现与已知生物合成酶具有直系同源功能的基因，例如在 Tabernanthe iboga 的 ibogaine 生物合成途径中鉴定出 C. roseus 脱羧酶直系同源物[12]。然而，途径的复杂性往往需要采用组合方法，例如 Gelsemiumsempervirens 氧化吲哚途径的发现[13]。
从 TPM2 获得的新见解
材料与方法 AS 数据集 本研究中，我们从基因表达综合 (GEO) 数据库 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/) 中获得了 AS 的转录组表达谱 GSE43292 (GPL6244)、GSE57691 (GPL10558) 和 GSE125771 (GPL17586)（表 S1）。使用 R 包“limma”对 GSE43292、GSE57691 和 GSE125771 进行探针汇总、合并和背景校正。 微环境评分 ESTIMATE 算法主要基于单个样本的基因集富集分析 (GSEA)，利用表达谱数据对基质细胞和免疫细胞进行评分，然后预测这两类细胞的含量。本研究采用ESTIMATE算法对动脉微环境进行评分，并使用R包绘制微环境评分的散点图，以展示样本与评分之间的关系。TPM2与微环境评分的关系以基质、免疫和ESTIMATE评分作为对差异基因筛选确定的基因进行分组的依据。使用R包“limma”研究TPM2与微环境评分之间的关系。使用受试者工作特征（ROC）曲线检验微环境评分与TPM2关系的诊断价值。加权基因共表达网络分析（WGCNA）使用R包“WGCNA”对所有基因进行WGCNA。对于WGCNA，使用72个AS样本和42个正常样本构建所有基因的共表达网络。使用样本创建邻接矩阵，然后将其转换为拓扑重叠矩阵（TOM）。利用基于TOM的差异测量方法将基因划分为不同的基因模块，最小基因模块>100，相似模块合并的阈值为0.1，利用这些值寻找在AS中发挥重要作用的模块。同时，还利用WGCNA预测模块中基因之间的互连，然后将数据导入Cytoscape软件以绘制基因之间的连接图。还利用基因本体论（GO）分析对TPM2进行了分析，并使用Cytoscape中的BiNGO插件将结果可视化。Cytoscape软件可以为生物学家提供生物网络分析和二维（2D）可视化。BiNGO插件是一种用于确定哪些GO类别在一组基因或生物网络的子图中具有统计过度表达的工具。BiNGO将给定基因集的主要功能主题映射到GO层次结构上，并将此映射输出为Cytoscape图。功能富集分析GSEA是一种可以对全基因组进行GO和KEGG（京都基因和基因组百科全书）分析的计算方法。在我们的研究中，我们根据TPM2的表达水平对样本进行分组，并使用GSEA对全基因组进行GO和KEGG分析。单基因分析 使用 R 包“limma”进行单基因差异分析。 鉴定与 AS 相关的 TPM2 比较毒理基因组学数据库 (CTD 数据库，http://ctdbase.org/) 可用于预测基因/蛋白质与疾病之间的关系。在我们的研究中，使用该数据库分析了 TPM2 与 AS 之间的关系。
基于芽孢杆菌Calmette-Guèrin的新型个性化癌症疫苗平台IL-31诱导乳腺癌抗肿瘤免疫力IL-31诱导乳腺癌抗肿瘤免疫力
诱导抗肿瘤免疫力的抽象背景免疫调节剂具有巨大的癌症治疗潜力。我们以前已经表明，来自IL-6家族的促炎细胞因子的白介素（IL）-31充当抗血管生成剂。在这里，我们表征了IL-31在乳腺癌中的免疫调节作用。使用高通量流式细胞仪法测量法，使用了包括EMT6和PYMT细胞系在内的体内乳腺癌模型（包括EMT6和PYMT细胞系）在肿瘤微环境中对各种免疫细胞组成的影响。使用分离的细胞毒性T细胞，CD4 + T细胞，髓样衍生的抑制细胞（MDSC）和巨噬细胞进行体外研究，以研究IL-31免疫学活性。 与IgG主链结合的重组IL-31的产生用于测试IL-31治疗活性。 结果，与对照肿瘤相比，由于抗肿瘤免疫调节的一部分，表达IL-31的乳腺癌的生长速率降低。 具体而言，细胞毒性T细胞活性增加，而在表达IL-31的肿瘤中，CD4 + T细胞，MDSC和与肿瘤相关的巨噬细胞的水平降低。 这些细胞变化伴随着与抗肿瘤免疫相关的细胞因子谱。 在体外，IL-31直接抑制CD4 + Th0细胞增殖，Th2典型因子GATA3和IL-4的表达。 它还通过抑制MDSC活性和运动性来促进CD8 + T细胞的激活。 此外，肿瘤中IL-31RA，IL-2和IL-4的高共表达与存活率的增加相关。使用分离的细胞毒性T细胞，CD4 + T细胞，髓样衍生的抑制细胞（MDSC）和巨噬细胞进行体外研究，以研究IL-31免疫学活性。与IgG主链结合的重组IL-31的产生用于测试IL-31治疗活性。结果，与对照肿瘤相比，由于抗肿瘤免疫调节的一部分，表达IL-31的乳腺癌的生长速率降低。具体而言，细胞毒性T细胞活性增加，而在表达IL-31的肿瘤中，CD4 + T细胞，MDSC和与肿瘤相关的巨噬细胞的水平降低。这些细胞变化伴随着与抗肿瘤免疫相关的细胞因子谱。在体外，IL-31直接抑制CD4 + Th0细胞增殖，Th2典型因子GATA3和IL-4的表达。它还通过抑制MDSC活性和运动性来促进CD8 + T细胞的激活。此外，肿瘤中IL-31RA，IL-2和IL-4的高共表达与存活率的增加相关。在临床上，与小鼠数据一致，发现人类乳腺癌活检中免疫细胞组成的改变与IL-31受体A（IL-31RA）的高表达相关。最后，为了研究IL-31的治疗潜力，重组鼠IL-31分子通过接头区域（IL-31-L-igG）融合到IgG中。这种IL-31-L-IgG治疗表现出在鼠乳腺癌模型中的抗肿瘤治疗活性。结论我们的发现表明，IL-31诱导抗肿瘤免疫，强调其作为治疗性免疫调节剂的潜在效用。