BGISEQ RNA-Seq & ChIP-Seq | 组团发高分文章，这对CP乐此不疲！

前不久，自主平台BGISEQ助力发文突破200篇， 最近又爆出一个好消息，自主平台产品组起了CP，助力发了一篇高分文章！要知道，它们曾一起登上《Nature》^[1]和《PNAS》^[2]等大刊，而现在登上的是影响因子14.079的全球权威肝脏病学期刊《Hepatology》。

在《Hepatology》发表的文章题为《Hepatic IRF6 alleviates liver steatosis and metabolic disorder by transcriptionally suppressing PPARγ》，研究团队来自武汉大学人民医院和武汉大学生命科学学院等单位。文章采用了BGISEQ RNA-Seq 和 ChIP-Seq测序技术，揭示了干扰素调节因子（IRF6）在脂肪肝发生发展中的作用，具体的思路和策略是如何展开的？ 科技君和大家一起来瞧瞧！

思路分析

1. 通过数据库脂肪肝的信息，发现一个感兴趣的调节因子IRF6

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）已成为全球发展最快速的肝病，但尚无有效的药物疗法。因此研究者对GEO数据库中啮齿类动物NAFLD样本的基因组数据进行过分析，发现在高脂饮食诱导的脂肪肝模型中，干扰素调节因子（IRF6）被显著抑制。因此本研究中研究者对IRF6在发病机理的作用开展了进一步的探索。

2. 验证IRF6在肝脂肪变性过程中起什么作用

通过研究，确定肝细胞中的IRF6是肝脂肪变性过程的保护因子。给小鼠饲喂高脂饮食，肝内的Irf6基因由于启动子过度甲基化而被抑制。肝细胞特异性敲除Irf6基因的小鼠饲喂高脂饮食时，肝脂肪变性加重，而在过表达Irf6基因的肝细胞特异性转基因小鼠中，肝脂肪变性程度减轻。

3. BGISEQ RNA-Seq和ChIP-Seq探索IRF6如何调控下游转录

1）设计策略

为进一步探索IRF6影响肝脂肪变性的下游机制，研究者整合了高脂饮食的肝特异性IRF6敲除小鼠和对照小鼠的肝RNA-Seq数据、肝细胞中提取的IRF6染色质免疫共沉淀（ChIP）样品的ChIP-Seq数据，探寻候选目标，实验设计如图1。RNA-Seq 和 ChIP-Seq均由BGISEQ平台测序。

图1 鉴定在肝脂肪变性中的IRF6潜在靶标的实验设计

2）发现一个感兴趣的IRF6靶基因PPARγ

RNA-Seq获得差异表达基因，GO和KEGG分析发现和IRF6功能相关的生物学进程中，和对照小鼠比较，敲除小鼠过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）信号通路被高度富集（图2D）。ChIP-Seq获得的IRF6 在TSS±3000 bp范围内直接结合基因，与RNA-Seq差异表达基因结合分析，结果发现5个基因（图2F），其中PPARγ得分最高，PPARγ是调控脂肪生成和肝脂肪变性的关键转录因子。因此，通过整合RNA-Seq和ChIP-Seq，我们发现高脂饮食诱导的脂肪肝中IRF6直接靶标PPARγ。

图2 肝脂肪变性过程中IRF6调控的转录行为

3）深入探寻IRF6对PPARγ及其靶基因表达的调控

ChIP-Seq显示IRF6结合区域跨越PPARγ基因的3280bp，峰值出现转录起始位点下游的2244 bp（图3A）。PPAR信号通路显示PPARγ靶基因显著性上调，特别是脂肪生成相关基因（图3C）。然后qPCR进行 mRNA检测，及蛋白水平检测等，综合这些结果发现，IRF6功能是转录调控Pparγ基因，并且抑制 Irf6 足够增加PPARγ基因和它的靶mRNA和蛋白表达。换句话说，在NAFLD中 Irf6 和Pparγ表达水平呈很强的负相关。

图3 IRF6在转录水平抑制PPARγ及靶基因表达

4. 更多实验，提出IRF6通过抑制PPARγ转录从而抑制肝脂肪变性的机制原理

体外的机制研究表明，在生理状态下，肝内的IRF6分子可直接与PPARγ基因的启动子结合，随后中止PPARγ及其靶基因（如调节脂肪生成和脂肪摄取的基因）的转录。而在暴露于代谢性刺激因素时，肝细胞中的IRF6生成不足，从而无法抑制PPARγ及其作用靶基因，最终导致脂质代谢异常（图4）。

这些结果说明，IRF6-PPARγ通路或许可发展为NAFLD新治疗研发方向。

图4 通过抑制PPARγ转录，IRF6抑制肝脂肪变性的机制原理图

总结

从前人研究/数据库信息/前期实验中找到感兴趣的基因，从RNA-Seq层面，通过对特定基因过表达/敲除/干扰后，进行RNA-Seq，寻找该基因影响的显著上调或下调的下游基因；从ChIP-Seq层面，寻找组蛋白、转录因子等互作的DNA结合位点的基因信息； RNA差异表达基因与ChIP-Seq靶基因overlap分析，进一步探究调控某一生物学过程的转录因子等关键因子，及调控了哪个感兴趣的基因等。

在此，科技君也衷心感谢广大科研工作者对自主平台BGISEQ的支持与信赖！我们会一如既往地为您提供更优质的服务，助力更多高质量文章发表！

原文网址：

https://aasldpubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/hep.30559

参考文献：

1. Li S, Tian Y, Wu K, et al. Modulating plant growth-metabolism coordination for sustainable agriculture. Nature. 2018 Aug;560(7720):595-600.

2. Xu J, Xu X, Wang B, et al. Nuclear carbonic anhydrase 6B associates with PRMT5 to epigenetically promote IL-12 expression in innate response. PNAS. 2017 Aug 8;114(32):8620-8625.

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撰稿：赵   青

编辑：市场部

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