Молекулярная биология, 2022, T. 56, № 2, стр. 325-333

Протокол полнотранскриптомного анализа децидуальных клеток плаценты

А. А. Бабовская a*, Е. А. Трифонова ab, В. Н. Сереброва a, М. Г. Сваровская ab, А. А. Зарубин a, О. В. Жилякова b, Т. В. Габидулина b, А. А. Полтанова b, Л. В. Рычкова c, В. А. Степанов a

a Научно-исследовательский институт медицинской генетики Томского национального исследовательского медицинского центра
634050 Томск, Россия

b Сибирский государственный медицинский университет
634050 Томск, Россия

c Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
664003 Иркутск, Россия

* E-mail: anastasia.babovskaya@medgenetics.ru

Поступила в редакцию 02.07.2021
После доработки 29.09.2021
Принята к публикации 13.10.2021

Аннотация

Появление технологий высокопроизводительного секвенирования позволило расширить наше представление о биологической значимости некодирующих участков генома человека. В последние годы появляется все больше исследований, посвященных изучению роли некодирующих РНК в развитии болезней, а также их участия в различных клеточных процессах. До настоящего времени все полнотранскриптомные исследования нативной плацентарной ткани с описанием области некодирующей РНК проводили без выделения отдельных клеточных популяций. Такой подход, ввиду высокой клеточной гетерогенности плацентарной ткани, существенно усложняет возможность определения молекулярно-биологических функций отдельных клеток и их роли в молекулярном патогенезе репродуктивных нарушений. В представленной работе предложена методика получения тотальной РНК из единичных децидуальных клеток замороженной плацентарной ткани, полученных с помощью технологии лазерной микродиссекции, для последующего секвенирования полного транскриптома, включая кластер некодирующих РНК. Данная методика может быть успешно использована при изучении полногеномного профиля экспрессии в других клеточных популяциях плаценты. Высокая точность результатов транскриптомного профилирования децидуальных клеток, полученных с помощью разработанной методики, дополнительно подтверждается интегративным анализом с данными эксперимента, выполненного на платформе 10х Genomics.

Ключевые слова: плацента, децидуальные клетки, лазерная микродиссекция, транскриптомика, РНК, технологии высокопроизводительного секвенирования

Список литературы

  1. Tsang J., Vong J., Liona L., Poon C., Jiang P., Lui K., Ni Y., To K., Cheng Y., Chiu R., Ming Y., Lo D. (2017) Integrative single-cell and cell-free plasma RNA transcriptomics elucidates placental cellular dynamics. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 114(37), 7786–7795.

  2. Vinketova K., Mourdjeva M., Oreshkova T. (2016) Human decidual stromal cells as a component of the implantation niche and a modulator of maternal immunity. J. Pregnancy. 2016, 8689436.

  3. Pavlicev M., Wagner G., Chavan A., Owens K., Maziarz J., Dunn-Fletcher C., Kallapur S., Muglia L., Jones H. (2017) Single-cell transcriptomics of the human placenta: inferring the cell communication network of the maternal-fetal interface. Genome Res. 27, 349–361.

  4. Liu Y., Fan X., Wang R., Lu X., Dang Y., Wang H., Lin H., Zhu C., Ge H., Cross J., Wang H. (2018) Single-cell RNA-seq reveals the diversity of trophoblast subtypes and patterns of differentiation in the human placenta. Cell Res. 28, 819–832.

  5. Suryawanshi H., Morozov P., Straus A., Sahasrabudhe N., Max K., Garzia A., Kustagi M., Tuschl T., Williams Z. (2018) A single-cell survey of the human first-trimester placenta and decidua. Sci. Adv. 4, 4788.

  6. Pique-Regi R., Romero R., Tarca A., Sendler E., Xu Y., Garcia-Flores V., Leng Y., Luca F., Hassan S., Gomez-Lopez N. (2019) Single cell transcriptional signatures of the human placenta in term and preterm parturition. eLife. 8, e52004.

  7. Pique-Regi R., Romero R., Tarca A., Luca F., Xu Y., Alazizi A., Leng Y., Hsu C., Gomez-Lopez N. (2020) Does the human placenta express the canonical cell entry mediators for SARS-CoV-2? eLife. 9, e58716.

  8. Brosens J., Pijnenborg R., Brosens I. (2002) The myometrial junctional zone spiral arteries in normal and abnormal pregnancies: a review of the literature. Am. J. Obstet. Gynecol. 187(5), 1416–1423.

  9. Conrad K., Maria Belen Rabaglino, Uiterweer E. (2017) Emerging role for dysregulated decidualization in the genesis of preeclampsia. Placenta. 60, 119–129.

  10. Fasterius E., Uhlen M., C. Szigyarto (2019) Single-cell RNA-seq variant analysis for exploration of genetic heterogeneity in cancer. Sci. Rep. 9, 9524.

  11. Yoffe L., Gilam A., Yaron O., Polsky A., Farberov L., Syngelaki A., Nicolaides K., Hod M., Shomron N. (2018) Early detection of preeclampsia using circulating small non-coding RNA. Sci. Rep. 8, 3401.

  12. Klohonatz K., Coleman S., Islas-Trejo A., Medrano J., Hess A., Kalbfleisch T., Thomas M., Bouma G., Bru-emmer J. (2019) Coding RNA sequencing of equine endometrium during maternal recognition of pregnancy. Genes. 10, 749.

  13. Aznaourova M., Janga H., Sefried S., Kaufmann A., Dorna J., Volkers S., Georg P., Lechner M., Hoppe J., Dokel S., Schmerer N., Gruber A., Linne U., Bauer S., Sander L., Schmeck B., Schulte L. (2020) Noncoding RNA MaIL1 is an integral component of the TLR4-TRIF pathway. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 117(16), 9042–9053.

  14. Statello L., Guo C., Chen L., Huarte M. (2020) Gene regulation by long non-coding RNAs and its biological functions. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 22, 96–118.

  15. Liang J., Wang S., Wang Z. (2017) Role of microRNAs in embryo implantation. Reprod. Biol. Endocrinol. 15, 90.

  16. Skalis G., Katsi V., Miliou A., Georgiopoulos G., Papazachou O., Vamvakou G., Nihoyannopoulos P., Tousoulis D., Makris T. (2019) MicroRNAs in preeclampsia. MicroRNA. 8(1), 28–35.

  17. Apicella C., Ruano C., Mehats C., Miralles F., Vaiman D. (2019) The role of epigenetics in placental development and the etiology of preeclampsia. Int. J. Mol. Sci. 20, 2837.

  18. Robson S., Simpson H., Ball E., Lyall F., Bulmer J. (2002) Punch biopsy of the human placental bed. Am. J. Obstet. Gynecol. 187(5), 1349–1355.

  19. Cummings M., Mappa G., Orsi N.M. (2018) Laser capture microdissection and isolation of high-quality RNA from frozen endometrial tissue. Methods Mol. Biol. 1723, 155‒166. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7558-7_8

  20. Bevilacqua C., Makhzami S., Helbling J. C., Defrenaix P., Martin P. (2010) Maintaining RNA integrity in a homogeneous population of mammary epithelial cells isolated by laser capture microdissection. BMC Cell Biol. 11, 95.

  21. Nichterwitz S., Benitez J.A, Hoogstraaten R., Deng Q., Hedlund E. (2018) LCM-Seq: a method for spatial transcriptomic profiling using laser capture microdissection coupled with polya-based RNA sequencing. Methods Mol. Biol. 1649, 95–110.

  22. Barwinska D., Ferkowicz M.J., Cheng Y.H., Winfree S., Dunn K. W., Kelly K.J., Sutton T.A., Rovin B.H., Parikh S.V., Phillips C.L., Dagher P.C., El-Achkar T.M., Eadon M.T., Kidney Precision Medicine Project. (2020) Application of laser microdissection to uncover regional transcriptomics in human kidney tissue. J. Vis. Exp. 160, https://doi.org/10.3791/61371. 10.3791/61371

  23. Ong C.J., Tan Q.X., Lim H.J., Shannon N.B., Lim W.K., Hendrikson J., Ng W.H., Tan J., Koh K., Wasudevan S.D., Ng C., Rajasegaran V., Lim T., Ong C.K., Kon O.L., Teh B.T., Tan G., Chia C.S., Soo K.C., Teo M. (2020) An optimised protocol harnessing laser capture microdissection for transcriptomic analysis on matched primary and metastatic colorectal tumours. Sci. Rep. 10(1), 682.

  24. Pan D., Xu M., Chang X., Xia M., Fang Y., Fu Y., Shen W., Wang Y., Sun X. (2020) Laser capture microdissection-based RNA microsequencing reveals optic nerve crush-related early mRNA alterations in retinal ganglion cell layer. Transl. Vis. Sci. Technol. 9(11), 30.

Дополнительные материалы отсутствуют.