សូមអរគុណសម្រាប់ការចូលមើលគេហទំព័រ nature.com។ កំណែកម្មវិធីរុករកដែលអ្នកកំពុងប្រើមានការគាំទ្រ CSS មានកំណត់។ ដើម្បីទទួលបានបទពិសោធន៍ល្អបំផុត យើងសូមណែនាំឱ្យប្រើកំណែកម្មវិធីរុករកចុងក្រោយបំផុត (ឬបិទរបៀបឆបគ្នានៅក្នុង Internet Explorer)។ លើសពីនេះ ដើម្បីធានាបាននូវការគាំទ្រជាបន្តបន្ទាប់ គេហទំព័រនេះនឹងមិនមានរចនាប័ទ្ម និង JavaScript ទេ។
សាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងគឺជាជាលិកាមិនដូចគ្នាដែលផ្សំឡើងជាចម្បងដោយ myofibrils ដែលនៅក្នុងមនុស្សជាធម្មតាត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាបីប្រភេទ៖ មួយ "យឺត" (ប្រភេទទី 1) និងពីរ "លឿន" (ប្រភេទ 2A និង 2X)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាពមិនដូចគ្នារវាង និងនៅក្នុងប្រភេទ myofibril ប្រពៃណីនៅតែមិនទាន់យល់ច្បាស់នៅឡើយ។ យើងបានអនុវត្តវិធីសាស្រ្ត transcriptomic និង proteomic ទៅលើ myofibrils ចំនួន 1050 និង 1038 ពី vastus lateralis របស់មនុស្សរៀងៗខ្លួន។ ការសិក្សា proteomic រួមមានបុរស ហើយការសិក្សា transcriptomic រួមមានបុរស 10 នាក់ និងស្ត្រី 2 នាក់។ បន្ថែមពីលើ isoforms ខ្សែសង្វាក់ធ្ងន់ myosin យើងបានកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រូតេអ៊ីនមេតាបូលីក ប្រូតេអ៊ីន ribosomal និងប្រូតេអ៊ីនភ្ជាប់កោសិកាជាប្រភពនៃភាពប្រែប្រួល intermyofibril ពហុវិមាត្រ។ លើសពីនេះ បើទោះបីជាមានការកំណត់អត្តសញ្ញាណនៃចង្កោមនៃសរសៃយឺត និងលឿនក៏ដោយ ទិន្នន័យរបស់យើងបង្ហាញថាសរសៃប្រភេទ 2X មិនអាចបែងចែកបានពីសរសៃរមួលលឿនផ្សេងទៀតទេ។ លើសពីនេះ ការចាត់ថ្នាក់ដោយផ្អែកលើខ្សែសង្វាក់ធ្ងន់ myosin មិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីពិពណ៌នាអំពី phenotype myofiber នៅក្នុងជំងឺ nemaline myopathies ទេ។ ជារួម ទិន្នន័យរបស់យើងបង្ហាញពីភាពខុសគ្នានៃសរសៃមីយ៉ូហ្វាយប៊ឺរពហុវិមាត្រ ជាមួយនឹងប្រភពនៃការប្រែប្រួលលាតសន្ធឹងហួសពីអ៊ីសូហ្វមខ្សែសង្វាក់ធ្ងន់មីយ៉ូស៊ីន។
ភាពមិនដូចគ្នានៃកោសិកាគឺជាលក្ខណៈពិសេសមួយនៃប្រព័ន្ធជីវសាស្រ្តទាំងអស់ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យកោសិកាមានជំនាញដើម្បីបំពេញតម្រូវការផ្សេងៗគ្នានៃជាលិកា និងកោសិកា។1 ទស្សនៈប្រពៃណីនៃភាពមិនដូចគ្នានៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងគឺថាណឺរ៉ូនម៉ូទ័រកំណត់ប្រភេទសរសៃនៅក្នុងអង្គភាពម៉ូទ័រ ហើយប្រភេទសរសៃ (ឧ. ប្រភេទទី 1 ប្រភេទទី 2A និងប្រភេទទី 2X ចំពោះមនុស្ស) ត្រូវបានកំណត់ដោយលក្ខណៈនៃអ៊ីសូហ្វមខ្សែសង្វាក់ធ្ងន់ myosin (MYH)។2 ដំបូងឡើយ នេះត្រូវបានផ្អែកលើអស្ថិរភាព pH ATPase របស់ពួកគេ 3,4 និងក្រោយមកលើការបញ្ចេញមតិម៉ូលេគុលរបស់ MYH របស់ពួកគេ។5 ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ជាមួយនឹងការកំណត់អត្តសញ្ញាណ និងការទទួលយកជាបន្តបន្ទាប់នៃសរសៃ "ចម្រុះ" ដែលបញ្ចេញមតិរួមគ្នា MYH ច្រើនក្នុងសមាមាត្រខុសៗគ្នា សរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងត្រូវបានគេមើលឃើញកាន់តែខ្លាំងឡើងថាជាការបន្តជាជាងប្រភេទសរសៃដាច់ដោយឡែក។6 ទោះបីជាយ៉ាងនេះក្តី វិស័យនេះនៅតែពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើ MYH ជាឧបករណ៍ចាត់ថ្នាក់ចម្បងសម្រាប់ការចាត់ថ្នាក់ myofiber ដែលជាទស្សនៈមួយដែលទំនងជាមានឥទ្ធិពលដោយដែនកំណត់ និងភាពលំអៀងដ៏សំខាន់នៃការសិក្សាសត្វកកេរដំបូងៗ ដែលទម្រង់ការបញ្ចេញមតិ MYH និងជួរនៃប្រភេទសរសៃខុសពីមនុស្ស។2 ស្ថានភាពកាន់តែស្មុគស្មាញដោយការពិតដែលថាសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងរបស់មនុស្សផ្សេងៗគ្នាបង្ហាញពីជួរសរសៃចម្រុះ។ ប្រភេទសាច់ដុំ។7 សាច់ដុំ vastus lateralis គឺជាសាច់ដុំចម្រុះដែលមានទម្រង់ការបញ្ចេញមតិ MYH កម្រិតមធ្យម (ហើយដូច្នេះតំណាង)។7 លើសពីនេះ ភាពងាយស្រួលនៃការយកគំរូរបស់វាធ្វើឱ្យវាក្លាយជាសាច់ដុំដែលត្រូវបានសិក្សាល្អបំផុតចំពោះមនុស្ស។
ដូច្នេះ ការស៊ើបអង្កេតដោយមិនលំអៀងអំពីភាពចម្រុះនៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងដោយប្រើឧបករណ៍ "omics" ដ៏មានអានុភាពគឺមានសារៈសំខាន់ ប៉ុន្តែក៏ជាបញ្ហាប្រឈមផងដែរ ដែលមួយផ្នែកដោយសារតែលក្ខណៈពហុស្នូលនៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បច្ចេកវិទ្យា transcriptomics8,9 និង proteomics10 បានឆ្លងកាត់បដិវត្តន៍នៃភាពរសើបក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ដោយសារតែការរីកចម្រើនផ្នែកបច្ចេកវិទ្យាផ្សេងៗ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការវិភាគសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងនៅកម្រិតភាពច្បាស់នៃសរសៃតែមួយ។ ជាលទ្ធផល វឌ្ឍនភាពគួរឱ្យកត់សម្គាល់ត្រូវបានធ្វើឡើងក្នុងការកំណត់លក្ខណៈភាពចម្រុះនៃសរសៃតែមួយ និងការឆ្លើយតបរបស់ពួកគេចំពោះការរំញោច atrophic និងភាពចាស់11,12,13,14,15,16,17,18។ អ្វីដែលសំខាន់នោះ វឌ្ឍនភាពបច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះមានកម្មវិធីគ្លីនិក ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការកំណត់លក្ខណៈលម្អិត និងច្បាស់លាស់បន្ថែមទៀតនៃភាពមិនប្រក្រតីដែលទាក់ទងនឹងជំងឺ។ ឧទាហរណ៍ រោគសាស្ត្រនៃជំងឺ nemaline myopathy ដែលជាជំងឺសាច់ដុំតំណពូជទូទៅបំផុតមួយ (MIM 605355 និង MIM 161800) គឺស្មុគស្មាញ និងច្របូកច្របល់។19,20 ដូច្នេះ ការកំណត់លក្ខណៈកាន់តែប្រសើរឡើងនៃភាពមិនប្រក្រតីនៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងអាចនាំឱ្យមានការរីកចម្រើនគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងការយល់ដឹងរបស់យើងអំពីជំងឺនេះ។
យើងបានបង្កើតវិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការវិភាគប្រតិចារិក និងប្រូតេអូមិចនៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងតែមួយដែលញែកដាច់ពីគ្នាដោយដៃពីសំណាកកោសល្យវិច័យរបស់មនុស្ស ហើយបានអនុវត្តវាទៅលើសរសៃរាប់ពាន់ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យយើងស៊ើបអង្កេតពីភាពខុសគ្នានៃកោសិកានៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងរបស់មនុស្ស។ នៅក្នុងដំណើរការនៃការងារនេះ យើងបានបង្ហាញពីអំណាចនៃ phenotyping ប្រតិចារិក និងប្រូតេអូមិចនៃសរសៃសាច់ដុំ និងបានកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រូតេអ៊ីនប្រសព្វមេតាបូលីស រីបូសូម និងកោសិកាជាប្រភពសំខាន់នៃភាពប្រែប្រួលអន្តរសរសៃ។ លើសពីនេះ ដោយប្រើដំណើរការប្រូតេអូមិចនេះ យើងបានកំណត់លក្ខណៈសារៈសំខាន់ផ្នែកគ្លីនិកនៃជំងឺសាច់ដុំនីម៉ាតូដនៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងតែមួយ ដែលបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរសម្របសម្រួលឆ្ពោះទៅរកសរសៃមិនអុកស៊ីតកម្មដោយមិនគិតពីប្រភេទសរសៃដោយផ្អែកលើ MYH។
ដើម្បីស៊ើបអង្កេតពីភាពមិនដូចគ្នានៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងរបស់មនុស្ស យើងបានបង្កើតលំហូរការងារពីរដើម្បីអាចឱ្យមានការវិភាគប្រតិចារិក និងប្រូតេអូមនៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងតែមួយ (រូបភាពទី 1A និងរូបភាពបន្ថែមទី 1A)។ យើងបានបង្កើត និងធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវជំហានវិធីសាស្រ្តជាច្រើន ចាប់ពីការរក្សាទុកគំរូ និងការអភិរក្ស RNA និងសុចរិតភាពប្រូតេអ៊ីន រហូតដល់ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃទិន្នផលសម្រាប់វិធីសាស្រ្តនីមួយៗ។ សម្រាប់ការវិភាគប្រតិចារិក នេះត្រូវបានសម្រេចដោយការបញ្ចូលបាកូដម៉ូលេគុលជាក់លាក់នៃគំរូនៅជំហានដំបូងនៃការចម្លងបញ្ច្រាស ដែលអនុញ្ញាតឱ្យសរសៃចំនួន 96 ត្រូវបានប្រមូលផ្តុំសម្រាប់ដំណើរការចុះក្រោមប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ ការធ្វើលំដាប់ស៊ីជម្រៅ (អាន ± 1 លានក្នុងមួយសរសៃ) បើប្រៀបធៀបទៅនឹងវិធីសាស្រ្តកោសិកាតែមួយបែបប្រពៃណីបានបង្កើនទិន្នន័យប្រតិចារិកបន្ថែមទៀត។ 21 សម្រាប់ប្រូតេអូមិច យើងបានប្រើជម្រាលក្រូម៉ាតូក្រាហ្វីខ្លី (21 នាទី) រួមផ្សំជាមួយនឹងការទទួលបានទិន្នន័យ DIA-PASEF នៅលើម៉ាស៊ីនវាស់ម៉ាស timsTOF ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពជម្រៅប្រូតេអូម ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវទិន្នផលខ្ពស់។ ២២,២៣ ដើម្បីស៊ើបអង្កេតពីភាពមិនដូចគ្នានៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងដែលមានសុខភាពល្អ យើងបានកំណត់លក្ខណៈប្រតិចារិកនៃសរសៃនីមួយៗចំនួន ១០៥០ ពីអ្នកបរិច្ចាគមនុស្សពេញវ័យដែលមានសុខភាពល្អចំនួន ១៤ នាក់ និងប្រូតេអូមនៃសរសៃចំនួន ១០៣៨ ពីអ្នកបរិច្ចាគមនុស្សពេញវ័យដែលមានសុខភាពល្អចំនួន ៥ នាក់ (តារាងបន្ថែមទី ១)។ នៅក្នុងឯកសារនេះ សំណុំទិន្នន័យទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថា ប្រតិចារិក និងប្រូតេអូមដែលមានសរសៃ ១០០០ រៀងៗខ្លួន។ វិធីសាស្រ្តរបស់យើងបានរកឃើញប្រតិចារិកសរុបចំនួន ២៧២៣៧ និងប្រូតេអ៊ីនចំនួន ២៩៨៣ នៅក្នុងការវិភាគប្រតិចារិក និងប្រូតេអូមដែលមានសរសៃ ១០០០ (រូបភាពទី ១ក សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម ១-២)។ បន្ទាប់ពីត្រងសំណុំទិន្នន័យប្រតិចារិក និងប្រូតេអូមសម្រាប់ហ្សែនដែលបានរកឃើញ >១០០០ និងតម្លៃដែលមានសុពលភាព ៥០% ក្នុងមួយសរសៃ ការវិភាគជីវព័ត៌មានវិទ្យាជាបន្តបន្ទាប់ត្រូវបានអនុវត្តសម្រាប់សរសៃចំនួន ៩២៥ និង ៩៧៤ នៅក្នុងប្រតិចារិក និងប្រូតេអូមរៀងៗខ្លួន។ បន្ទាប់ពីការច្រោះរួច ជាមធ្យមហ្សែនចំនួន ៤២៥៧ ± ១៥៥៧ និងប្រូតេអ៊ីនចំនួន ២០១៥ ± ២៣៤ (មធ្យម ± SD) ត្រូវបានរកឃើញក្នុងមួយសរសៃ ដោយមានភាពប្រែប្រួលរវាងបុគ្គលម្នាក់ៗមានកំណត់ (រូបភាពបន្ថែម 1B–C សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 3–4)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាពប្រែប្រួលក្នុងប្រធានបទគឺកាន់តែច្បាស់នៅទូទាំងអ្នកចូលរួម ដែលទំនងជាដោយសារតែភាពខុសគ្នានៃទិន្នផល RNA/ប្រូតេអ៊ីនរវាងសរសៃដែលមានប្រវែង និងផ្ទៃកាត់ខុសៗគ្នា។ ចំពោះប្រូតេអ៊ីនភាគច្រើន (>2000) មេគុណនៃការប្រែប្រួលគឺទាបជាង 20% (រូបភាពបន្ថែម 1D)។ វិធីសាស្ត្រទាំងពីរអនុញ្ញាតឱ្យចាប់យកជួរថាមវន្តដ៏ធំទូលាយនៃប្រតិចារិក និងប្រូតេអ៊ីនដែលមានហត្ថលេខាដែលបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ដែលសំខាន់សម្រាប់ការកន្ត្រាក់សាច់ដុំ (ឧទាហរណ៍ ACTA1, MYH2, MYH7, TNNT1, TNNT3) (រូបភាពបន្ថែម 1E–F)។ លក្ខណៈពិសេសភាគច្រើនដែលបានកំណត់អត្តសញ្ញាណគឺជារឿងធម្មតារវាងសំណុំទិន្នន័យប្រតិចារិក និងប្រូតេអូមិច (រូបភាពបន្ថែម 1G) ហើយអាំងតង់ស៊ីតេ UMI/LFQ ជាមធ្យមនៃលក្ខណៈពិសេសទាំងនេះមានទំនាក់ទំនងគ្នាយ៉ាងល្អ (r = 0.52) (រូបភាពបន្ថែម 1H)។
លំហូរការងារប្រតិចារិកតូមិក និងប្រូតេអូមិក (បង្កើតជាមួយ BioRender.com)។ ខ្សែកោងជួរថាមវន្ត BD សម្រាប់ MYH7, MYH2 និង MYH1 និងកម្រិតដែលបានគណនាសម្រាប់ការចាត់តាំងប្រភេទសរសៃ។ E, F ការចែកចាយនៃការបញ្ចេញមតិ MYH នៅទូទាំងសរសៃនៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យប្រតិចារិកតូមិក និងប្រូតេអូមិក។ G, H គ្រោងការប៉ាន់ស្មានភាពចម្រុះឯកសណ្ឋាន និងការព្យាករណ៍ (UMAP) សម្រាប់ប្រតិចារិកតូមិក និងប្រូតេអូមិកដែលបានលាបពណ៌ដោយប្រភេទសរសៃដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH។ I, J គ្រោងលក្ខណៈពិសេសដែលបង្ហាញពីការបញ្ចេញមតិ MYH7, MYH2 និង MYH1 នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យប្រតិចារិកតូមិក និងប្រូតេអូមិក។
ដំបូងឡើយ យើងបានកំណត់ប្រភេទសរសៃដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH ទៅកាន់សរសៃនីមួយៗដោយប្រើវិធីសាស្រ្តដែលបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង ដែលទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីភាពរសើបខ្ពស់ និងជួរថាមវន្តនៃការបញ្ចេញមតិ MYH នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យ omics។ ការសិក្សាពីមុនបានប្រើកម្រិតកំណត់តាមអំពើចិត្ត ដើម្បីដាក់ស្លាកសរសៃជាប្រភេទសុទ្ធ 1 ប្រភេទ 2A ប្រភេទ 2X ឬលាយបញ្ចូលគ្នាដោយផ្អែកលើភាគរយថេរនៃការបញ្ចេញមតិនៃ MYHs11,14,24 ផ្សេងៗគ្នា។ យើងបានប្រើវិធីសាស្រ្តផ្សេងគ្នា ដែលការបញ្ចេញមតិនៃសរសៃនីមួយៗត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ដោយ MYHs ដែលយើងបានប្រើដើម្បីវាយបញ្ចូលសរសៃ៖ MYH7, MYH2 និង MYH1 ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងសរសៃប្រភេទ 1 ប្រភេទ 2A និងប្រភេទ 2X រៀងៗខ្លួន។ បន្ទាប់មក យើងបានគណនាចំណុចឆ្លុះទាបនៃខ្សែកោងលទ្ធផលនីមួយៗតាមគណិតវិទ្យា ហើយបានប្រើវាជាកម្រិតកំណត់ដើម្បីកំណត់សរសៃជាវិជ្ជមាន (ខាងលើកម្រិតកំណត់) ឬអវិជ្ជមាន (ក្រោមកម្រិតកំណត់) សម្រាប់ MYH នីមួយៗ (រូបភាពទី 1B–D)។ ទិន្នន័យទាំងនេះបង្ហាញថា MYH7 (រូបភាពទី 1B) និង MYH2 (រូបភាពទី 1C) មានទម្រង់ការបញ្ចេញមតិបើក/បិទខុសគ្នាច្រើនជាងនៅកម្រិត RNA បើប្រៀបធៀបទៅនឹងកម្រិតប្រូតេអ៊ីន។ ជាការពិតណាស់ នៅកម្រិតប្រូតេអ៊ីន មានសរសៃតិចតួចណាស់ដែលមិនបញ្ចេញមតិ MYH7 ហើយគ្មានសរសៃណាមួយមានការបញ្ចេញមតិ MYH2 100% នោះទេ។ បន្ទាប់មក យើងបានប្រើកម្រិតបញ្ចេញមតិដែលបានកំណត់ទុកជាមុន ដើម្បីកំណត់ប្រភេទសរសៃដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH ទៅសរសៃទាំងអស់នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យនីមួយៗ។ ឧទាហរណ៍ សរសៃ MYH7+/MYH2-/MYH1- ត្រូវបានកំណត់ទៅប្រភេទទី 1 ខណៈពេលដែលសរសៃ MYH7-/MYH2+/MYH1+ ត្រូវបានកំណត់ទៅប្រភេទចម្រុះ 2A/2X (សូមមើលតារាងបន្ថែមទី 2 សម្រាប់ការពិពណ៌នាពេញលេញ)។ ដោយបញ្ចូលគ្នានូវសរសៃទាំងអស់ យើងបានសង្កេតឃើញការចែកចាយស្រដៀងគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃប្រភេទសរសៃដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH ទាំងនៅកម្រិត RNA (រូបភាពទី 1E) និងប្រូតេអ៊ីន (រូបភាពទី 1F) ខណៈពេលដែលសមាសធាតុដែលទាក់ទងនៃប្រភេទសរសៃដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH មានភាពខុសប្លែកគ្នានៅទូទាំងបុគ្គល ដូចដែលរំពឹងទុក (រូបភាពបន្ថែមទី 2A)។ សរសៃភាគច្រើនត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាប្រភេទសុទ្ធទី 1 (34–35%) ឬប្រភេទទី 2A (36–38%) ទោះបីជាសរសៃប្រភេទចម្រុះចំនួនច្រើនក៏ត្រូវបានរកឃើញផងដែរ (16–19%)។ ភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់មួយគឺថាសរសៃប្រភេទ 2X សុទ្ធអាចត្រូវបានរកឃើញតែនៅកម្រិត RNA ប៉ុណ្ណោះ ប៉ុន្តែមិនមែននៅកម្រិតប្រូតេអ៊ីនទេ ដែលបង្ហាញថាការបញ្ចេញមតិ MYH យ៉ាងឆាប់រហ័សយ៉ាងហោចណាស់ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយផ្នែកបន្ទាប់ពីការចម្លង។
យើងបានផ្ទៀងផ្ទាត់វិធីសាស្ត្រកំណត់ប្រភេទសរសៃ MYH ដែលមានមូលដ្ឋានលើប្រូតេអូមិចរបស់យើងដោយប្រើការលុបចំណុចដែលមានមូលដ្ឋានលើអង្គបដិប្រាណ ហើយវិធីសាស្ត្រទាំងពីរសម្រេចបានការព្រមព្រៀងគ្នា 100% ក្នុងការកំណត់សរសៃប្រភេទទី 1 និងប្រភេទទី 2A សុទ្ធ (សូមមើលរូបភាពបន្ថែម 2B)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិធីសាស្ត្រដែលមានមូលដ្ឋានលើប្រូតេអូមិចមានភាពរសើបជាង មានប្រសិទ្ធភាពជាងក្នុងការកំណត់សរសៃចម្រុះ និងកំណត់បរិមាណសមាមាត្រនៃហ្សែន MYH នីមួយៗនៅក្នុងសរសៃនីមួយៗ។ ទិន្នន័យទាំងនេះបង្ហាញពីប្រសិទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រដែលមានមូលដ្ឋានលើអូមិចដែលមានគោលបំណង និងមានភាពរសើបខ្ពស់ ដើម្បីកំណត់លក្ខណៈប្រភេទសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។
បន្ទាប់មកយើងបានប្រើព័ត៌មានរួមបញ្ចូលគ្នាដែលផ្តល់ដោយ transcriptomics និង proteomics ដើម្បីចាត់ថ្នាក់ myofibers ដោយចេតនាដោយផ្អែកលើ transcriptome ឬ proteome ពេញលេញរបស់វា។ ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ uniform manifold approximation and projection (UMAP) ដើម្បីកាត់បន្ថយវិមាត្រទៅជាសមាសធាតុសំខាន់ៗចំនួនប្រាំមួយ (រូបភាពបន្ថែម 3A-B) យើងអាចមើលឃើញពីភាពប្រែប្រួល myofiber នៅក្នុង transcriptome (រូបភាពទី 1G) និង proteome (រូបភាពទី 1H)។ ជាពិសេស myofibers មិនត្រូវបានដាក់ជាក្រុមតាមអ្នកចូលរួម (រូបភាពបន្ថែម 3C-D) ឬថ្ងៃធ្វើតេស្ត (រូបភាពបន្ថែម 3E) នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យ transcriptomics ឬ proteomics ទេ ដែលបង្ហាញថាភាពប្រែប្រួលក្នុងប្រធានបទនៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងគឺខ្ពស់ជាងភាពប្រែប្រួលរវាងប្រធានបទ។ នៅក្នុងគ្រោង UMAP ចង្កោមពីរផ្សេងគ្នាដែលតំណាងឱ្យ myofibers "លឿន" និង "យឺត" បានលេចចេញមក (រូបភាពទី 1G-H)។ សរសៃមីយ៉ូហ្វាយប័រ MYH7+ (យឺត) ត្រូវបានដាក់ជាក្រុមនៅប៉ូលវិជ្ជមាននៃ UMAP1 ចំណែកឯសរសៃមីយ៉ូហ្វាយប័រ MYH2+ និង MYH1+ (លឿន) ត្រូវបានដាក់ជាក្រុមនៅប៉ូលអវិជ្ជមាននៃ UMAP1 (រូបភាពទី 1I–J)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មិនមានភាពខុសគ្នារវាងប្រភេទសរសៃលឿន (ឧ. ប្រភេទ 2A ប្រភេទ 2X ឬចម្រុះ 2A/2X) ដោយផ្អែកលើការបញ្ចេញមតិ MYH ទេ ដែលបង្ហាញថា MYH1 (រូបភាពទី 1I–J) ឬសញ្ញាសម្គាល់សរសៃមីយ៉ូហ្វាយប័រ 2X បុរាណផ្សេងទៀតដូចជា ACTN3 ឬ MYLK2 (រូបភាពបន្ថែម 4A–B) មិនខុសគ្នារវាងប្រភេទសរសៃមីយ៉ូហ្វាយប័រផ្សេងៗគ្នានៅពេលពិចារណាលើប្រតិចារិកតូម ឬប្រូតេអូមទាំងមូលនោះទេ។ លើសពីនេះ បើប្រៀបធៀបជាមួយ MYH2 និង MYH7 មានប្រតិចារិក ឬប្រូតេអ៊ីនតិចតួចប៉ុណ្ណោះដែលមានទំនាក់ទំនងវិជ្ជមានជាមួយ MYH1 (រូបភាពបន្ថែម 4C–H) ដែលបង្ហាញថាភាពសម្បូរបែបនៃ MYH1 មិនឆ្លុះបញ្ចាំងយ៉ាងពេញលេញអំពីប្រតិចារិកតូម/ប្រូតេអូមមីយ៉ូហ្វាយប័រទេ។ ការសន្និដ្ឋានស្រដៀងគ្នានេះត្រូវបានសម្រេចនៅពេលវាយតម្លៃការបញ្ចេញមតិចម្រុះនៃអ៊ីសូហ្វម MYH ទាំងបីនៅកម្រិត UMAP (រូបភាពបន្ថែម 4I-J)។ ដូច្នេះ ខណៈពេលដែលសរសៃ 2X អាចត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណនៅកម្រិតប្រតិចារិកដោយផ្អែកលើការវាស់បរិមាណ MYH តែម្នាក់ឯង សរសៃ MYH1+ មិនអាចសម្គាល់បានពីសរសៃលឿនផ្សេងទៀតនៅពេលពិចារណាលើប្រតិចារិក ឬប្រូតេអូមទាំងមូល។
ក្នុងនាមជាការរុករកដំបូងនៃភាពខុសគ្នានៃជាតិសរសៃយឺតលើសពី MYH យើងបានវាយតម្លៃប្រូតេអ៊ីនជាក់លាក់ប្រភេទជាតិសរសៃយឺតចំនួនបួនដែលបានបង្កើតឡើង៖ TPM3, TNNT1, MYL3 និង ATP2A22។ ប្រភេទរងជាតិសរសៃយឺតបានបង្ហាញទំនាក់ទំនង Pearson ខ្ពស់ ទោះបីជាមិនល្អឥតខ្ចោះក៏ដោយ ជាមួយ MYH7 ទាំងនៅក្នុង transcriptomics (រូបភាពបន្ថែម 5A) និង proteomics (រូបភាពបន្ថែម 5B)។ ប្រហែល 25% និង 33% នៃជាតិសរសៃយឺតមិនត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាជាតិសរសៃយឺតសុទ្ធដោយប្រភេទរងហ្សែន/ប្រូតេអ៊ីនទាំងអស់នៅក្នុង transcriptomics (រូបភាពបន្ថែម 5C) និង proteomics (រូបភាពបន្ថែម 5D) រៀងៗខ្លួន។ ដូច្នេះ ការចាត់ថ្នាក់ជាតិសរសៃយឺតដោយផ្អែកលើប្រភេទរងហ្សែន/ប្រូតេអ៊ីនច្រើនបង្កើតភាពស្មុគស្មាញបន្ថែម សូម្បីតែប្រូតេអ៊ីនដែលគេស្គាល់ថាជាជាតិសរសៃជាក់លាក់ប្រភេទក៏ដោយ។ នេះបង្ហាញថា ការចាត់ថ្នាក់ជាតិសរសៃដោយផ្អែកលើអ៊ីសូហ្វមនៃហ្សែន/ប្រូតេអ៊ីនតែមួយអាចមិនឆ្លុះបញ្ចាំងឱ្យបានគ្រប់គ្រាន់អំពីភាពខុសគ្នាពិតនៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។
ដើម្បីស្វែងយល់បន្ថែមអំពីភាពប្រែប្រួល phenotypic នៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងរបស់មនុស្សនៅក្នុងមាត្រដ្ឋាននៃគំរូ omics ទាំងមូល យើងបានអនុវត្តការកាត់បន្ថយវិមាត្រដោយមិនលំអៀងនៃទិន្នន័យដោយប្រើការវិភាគសមាសភាគចម្បង (PCA) (រូបភាពទី 2A)។ ស្រដៀងគ្នាទៅនឹងគ្រោង UMAP ទាំងអ្នកចូលរួម និងថ្ងៃធ្វើតេស្តមិនបានជះឥទ្ធិពលដល់ការដាក់ជាក្រុមសរសៃនៅកម្រិត PCA ទេ (រូបភាពបន្ថែម 6A–C)។ នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យទាំងពីរ ប្រភេទសរសៃដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH ត្រូវបានពន្យល់ដោយ PC2 ដែលបង្ហាញពីចង្កោមនៃសរសៃប្រភេទទី 1 ដែលរមួលយឺត និងចង្កោមទីពីរដែលមានសរសៃប្រភេទទី 2A ដែលរមួលលឿន ប្រភេទទី 2X និងសរសៃ 2A/2X ចម្រុះ (រូបភាពទី 2A)។ នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យទាំងពីរ ចង្កោមទាំងពីរនេះត្រូវបានភ្ជាប់ដោយសរសៃប្រភេទទី 1/2A ចម្រុះមួយចំនួនតូច។ ដូចដែលរំពឹងទុក ការវិភាគលើសកម្រិតនៃកម្មវិធីបញ្ជា PC សំខាន់ៗបានបញ្ជាក់ថា PC2 ត្រូវបានជំរុញដោយហត្ថលេខា contractile និង metabolic (រូបភាពទី 2B និងរូបភាពបន្ថែម 6D–E សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 5–6)។ ជារួម ប្រភេទសរសៃដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH ត្រូវបានគេរកឃើញថាគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីពន្យល់ពីការប្រែប្រួលជាបន្តបន្ទាប់តាមបណ្តោយ PC2 លើកលែងតែសរសៃដែលហៅថា 2X ដែលត្រូវបានចែកចាយពាសពេញប្រតិចារិកនៅក្នុងចង្កោមលឿន។
ក. គំនូសតាងវិភាគសមាសភាគចម្បង (PCA) នៃសំណុំទិន្នន័យប្រតិចារិក និងប្រូតេអូម ដែលត្រូវបានលាបពណ៌តាមប្រភេទសរសៃដោយផ្អែកលើ MYH។ ខ. ការវិភាគបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃដ្រាយវ៍ប្រតិចារិក និងប្រូតេអ៊ីននៅក្នុង PC2 និង PC1។ ការវិភាគស្ថិតិត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើកញ្ចប់ clusterProfiler និងតម្លៃ p ដែលបានកែតម្រូវដោយ Benjamini-Hochberg។ គ, ឃ. គំនូសតាង PCA ត្រូវបានលាបពណ៌តាមពាក្យអុនតូឡូស៊ីហ្សែនស្អិតជាប់អន្តរកោសិកា (GO) នៅក្នុងប្រតិចារិក និងពាក្យ GO costamere នៅក្នុងប្រូតេអូម។ ព្រួញតំណាងឱ្យដ្រាយវ៍ប្រតិចារិក និងប្រូតេអ៊ីន និងទិសដៅរបស់វា។ ង, ច. គំនូសតាងលក្ខណៈពិសេសនៃការប៉ាន់ស្មាន និងការព្យាករណ៍ឯកសណ្ឋាន (UMAP) នៃលក្ខណៈពិសេសពាក់ព័ន្ធខាងគ្លីនិកដែលបង្ហាញពីជម្រាលការបញ្ចេញមតិដោយមិនអាស្រ័យលើប្រភេទសរសៃយឺត/លឿន។ ជ, ហ. ទំនាក់ទំនងរវាងដ្រាយវ៍ PC2 និង PC1 នៅក្នុងប្រតិចារិក និងប្រូតេអូម។
ដោយមិននឹកស្មានដល់ ប្រភេទសរសៃសាច់ដុំដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH បានពន្យល់តែកម្រិតខ្ពស់បំផុតទីពីរនៃភាពប្រែប្រួល (PC2) ដែលបង្ហាញថាកត្តាជីវសាស្រ្តផ្សេងទៀតដែលមិនទាក់ទងនឹងប្រភេទសរសៃសាច់ដុំដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH (PC1) ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការគ្រប់គ្រងភាពខុសគ្នានៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។ ការវិភាគការតំណាងលើសកម្រិតនៃកត្តាជំរុញកំពូលនៅក្នុង PC1 បានបង្ហាញថាភាពប្រែប្រួលនៅក្នុង PC1 ត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយការស្អិតជាប់នៃកោសិកា-កោសិកា និងមាតិការីបូសូមនៅក្នុងប្រតិចារិក និងប្រូតេអ៊ីនកូស្តាមឺរ និងរីបូសូមនៅក្នុងប្រូតេអូម (រូបភាពទី 2B និងរូបភាពបន្ថែម 6D-E សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 7)។ នៅក្នុងសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង កូស្តាមឺរភ្ជាប់ឌីស Z ទៅនឹងសាកូឡឹមម៉ា ហើយពាក់ព័ន្ធនឹងការបញ្ជូនកម្លាំង និងការបញ្ជូនសញ្ញា។ 25 គ្រោង PCA ដែលបានកំណត់ចំណាំដោយប្រើលក្ខណៈពិសេសនៃការស្អិតជាប់នៃកោសិកា-កោសិកា (ប្រតិចារិក រូបភាពទី 2C) និងកូស្តាមឺរ (ប្រូតេអូម រូបភាពទី 2D) បានបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរទៅខាងឆ្វេងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុង PC1 ដែលបង្ហាញថាលក្ខណៈពិសេសទាំងនេះត្រូវបានបង្កើននៅក្នុងសរសៃជាក់លាក់។
ការពិនិត្យលម្អិតបន្ថែមទៀតនៃការចងក្រង myofiber នៅកម្រិត UMAP បានបង្ហាញថា លក្ខណៈពិសេសភាគច្រើនបានបង្ហាញពីជម្រាលនៃការបញ្ចេញមតិដែលផ្អែកលើប្រភេទ MYH ដែលមិនអាស្រ័យលើប្រភេទ myofiber ជាជាងជាក់លាក់ចំពោះអនុចង្កោម myofiber។ ភាពបន្តនេះត្រូវបានគេសង្កេតឃើញសម្រាប់ហ្សែនជាច្រើនដែលទាក់ទងនឹងស្ថានភាពរោគសាស្ត្រ (រូបភាពទី 2E) ដូចជា CHCHD10 (ជំងឺសាច់ដុំសរសៃប្រសាទ) SLIT3 (សាច់ដុំរួញ) CTDNEP1 (ជំងឺសាច់ដុំ)។ ភាពបន្តនេះក៏ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅទូទាំងប្រូតេអូមផងដែរ រួមទាំងប្រូតេអ៊ីនដែលទាក់ទងនឹងជំងឺសរសៃប្រសាទ (UGDH) ការបញ្ជូនសញ្ញាអាំងស៊ុយលីន (PHIP) និងការចម្លង (HIST1H2AB) (រូបភាពទី 2F)។ ជារួម ទិន្នន័យទាំងនេះបង្ហាញពីភាពបន្តនៃភាពខុសគ្នានៃការរមួលយឺត/លឿនដែលមិនអាស្រ័យលើប្រភេទសរសៃនៅទូទាំង myofiber ផ្សេងៗគ្នា។
គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ណាស់ ហ្សែនជំរុញនៅក្នុង PC2 បានបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងល្អរវាងប្រតិចារិក-ប្រូតេអូម (r = 0.663) (រូបភាពទី 2G) ដែលបង្ហាញថាប្រភេទសរសៃយឺត និងលឿន ជាពិសេសលក្ខណៈសម្បត្តិកន្ត្រាក់ និងមេតាបូលីសនៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយការចម្លង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ហ្សែនជំរុញនៅក្នុង PC1 មិនបានបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងប្រតិចារិក-ប្រូតេអូមទេ (r = -0.027) (រូបភាពទី 2H) ដែលបង្ហាញថាការប្រែប្រួលដែលមិនទាក់ទងនឹងប្រភេទសរសៃយឺត/លឿន ភាគច្រើនត្រូវបានគ្រប់គ្រងបន្ទាប់ពីការចម្លង។ ដោយសារតែការប្រែប្រួលនៅក្នុង PC1 ត្រូវបានពន្យល់ជាចម្បងដោយពាក្យអុនតូឡូស៊ីហ្សែនរីបូសូម ហើយដោយសាររីបូសូមដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ និងឯកទេសនៅក្នុងកោសិកាដោយចូលរួមយ៉ាងសកម្ម និងមានឥទ្ធិពលលើការបកប្រែប្រូតេអ៊ីន31 បន្ទាប់មកយើងបានកំណត់ដើម្បីស៊ើបអង្កេតពីភាពខុសគ្នានៃរីបូសូមដែលមិននឹកស្មានដល់នេះ។
ដំបូងយើងបានលាបពណ៌គ្រោងការវិភាគសមាសធាតុចម្បងនៃប្រូតេអូមិកទៅតាមភាពសម្បូរបែបដែលទាក់ទងនៃប្រូតេអ៊ីននៅក្នុងពាក្យ GOCC “ribosome cytoplasmic” (រូបភាពទី 3A)។ ទោះបីជាពាក្យនេះត្រូវបានបង្កើននៅផ្នែកវិជ្ជមាននៃ PC1 ដែលបណ្តាលឱ្យមានជម្រាលតូចមួយក៏ដោយ ប្រូតេអ៊ីន ribosomal ជំរុញការបែងចែកក្នុងទិសដៅទាំងពីរនៃ PC1 (រូបភាពទី 3A)។ ប្រូតេអ៊ីន Ribosomal ដែលបង្កើននៅផ្នែកអវិជ្ជមាននៃ PC1 រួមមាន RPL18, RPS18 និង RPS13 (រូបភាពទី 3B) ខណៈពេលដែល RPL31, RPL35 និង RPL38 (រូបភាពទី 3C) គឺជាកត្តាជំរុញសំខាន់ៗនៅផ្នែកវិជ្ជមាននៃ PC1។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ RPL38 និង RPS13 ត្រូវបានបង្ហាញយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងជាលិកាផ្សេងទៀត (រូបភាពបន្ថែម 7A)។ ហត្ថលេខា ribosomal ដ៏ប្លែកទាំងនេះនៅក្នុង PC1 មិនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុង transcriptome ទេ (រូបភាពបន្ថែម 7B) ដែលបង្ហាញពីបទប្បញ្ញត្តិបន្ទាប់ពីការចម្លង។
ក. គំនូសតាងការវិភាគសមាសភាគចម្បង (PCA) ដែលមានពណ៌តាមពាក្យអុនតូឡូស៊ីហ្សែនរីបូសូមស៊ីតូប្លាស្មិក (GO) នៅទូទាំងប្រូតេអូម។ ព្រួញបង្ហាញពីទិសដៅនៃការប្រែប្រួលដែលសម្របសម្រួលដោយប្រូតេអ៊ីននៅក្នុងគំនូសតាង PCA។ ប្រវែងបន្ទាត់ត្រូវគ្នាទៅនឹងពិន្ទុសមាសភាគចម្បងសម្រាប់ប្រូតេអ៊ីនដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ខ, គ. គំនូសតាងលក្ខណៈពិសេស PCA សម្រាប់ RPS13 និង RPL38។ ឃ. ការវិភាគចង្កោមឋានានុក្រមដែលមិនបានត្រួតពិនិត្យនៃប្រូតេអ៊ីនរីបូសូមស៊ីតូប្លាស្មិក។ ង. គំរូរចនាសម្ព័ន្ធនៃរីបូសូម 80S (PDB: 4V6X) ដែលបន្លិចប្រូតេអ៊ីនរីបូសូមដែលមានភាពសម្បូរបែបខុសៗគ្នានៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។ ច. ប្រូតេអ៊ីនរីបូសូមដែលមានស្តូគីយ៉ូម៉ែត្រីខុសៗគ្នាដែលមានទីតាំងនៅជិតឆានែលចេញ mRNA។
គោលគំនិតនៃភាពមិនដូចគ្នានៃរីបូសូម និងឯកទេសត្រូវបានស្នើឡើងពីមុន ដែលវត្តមាននៃអនុក្រុមរីបូសូមផ្សេងៗគ្នា (ភាពមិនដូចគ្នានៃរីបូសូម) អាចមានឥទ្ធិពលដោយផ្ទាល់ទៅលើការបកប្រែប្រូតេអ៊ីននៅក្នុងជាលិកាផ្សេងៗគ្នា 32 និងកោសិកា 33 តាមរយៈការបកប្រែជ្រើសរើសនៃអាងចម្លង mRNA ជាក់លាក់ 34 (ឯកទេសរីបូសូម)។ ដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណអនុក្រុមនៃប្រូតេអ៊ីនរីបូសូមដែលបានបង្ហាញរួមគ្នានៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង យើងបានធ្វើការវិភាគចង្កោមឋានានុក្រមដែលមិនបានត្រួតពិនិត្យនៃប្រូតេអ៊ីនរីបូសូមនៅក្នុងប្រូតេអូម (រូបភាពទី 3D សំណុំទិន្នន័យបន្ថែមទី 8)។ ដូចដែលរំពឹងទុក ប្រូតេអ៊ីនរីបូសូមមិនបានដាក់ជាចង្កោមតាមប្រភេទសរសៃដោយផ្អែកលើ MYH ទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ យើងបានកំណត់អត្តសញ្ញាណចង្កោមបីផ្សេងគ្នានៃប្រូតេអ៊ីនរីបូសូម; ចង្កោមទីមួយ (ribosomal_cluster_1) ត្រូវបានរួមផ្សំជាមួយ RPL38 ហើយដូច្នេះមានការបញ្ចេញមតិកើនឡើងនៅក្នុងសរសៃដែលមានទម្រង់ PC1 វិជ្ជមាន។ ចង្កោមទីពីរ (ribosomal_cluster_2) ត្រូវបានរួមផ្សំជាមួយ RPS13 ហើយត្រូវបានបង្កើននៅក្នុងសរសៃដែលមានទម្រង់ PC1 អវិជ្ជមាន។ ចង្កោមទីបី (ribosomal_cluster_3) មិនបង្ហាញពីការបញ្ចេញមតិឌីផេរ៉ង់ស្យែលដែលសម្របសម្រួលនៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងទេ ហើយអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាប្រូតេអ៊ីនរីបូសូមសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង "ស្នូល"។ ចង្កោមរីបូសូមទាំងពីរទី 1 និងទី 2 មានផ្ទុកប្រូតេអ៊ីនរីបូសូមដែលពីមុនត្រូវបានបង្ហាញថាគ្រប់គ្រងការបកប្រែជំនួស (ឧទាហរណ៍ RPL10A, RPL38, RPS19 និង RPS25) និងមានឥទ្ធិពលលើការអភិវឌ្ឍមុខងារ (ឧទាហរណ៍ RPL10A, RPL38)។34,35,36,37,38 ស្របនឹងលទ្ធផល PCA ការតំណាងចម្រុះដែលសង្កេតឃើញនៃប្រូតេអ៊ីនរីបូសូមទាំងនេះឆ្លងកាត់សរសៃក៏បានបង្ហាញពីភាពជាប់គ្នាផងដែរ (រូបភាពបន្ថែម 7C)។
ដើម្បីមើលឃើញទីតាំងនៃប្រូតេអ៊ីនរីបូសូមដែលមានភាពខុសប្លែកគ្នានៅក្នុងរីបូសូម យើងបានប្រើគំរូរចនាសម្ព័ន្ធនៃរីបូសូម 80S របស់មនុស្ស (ធនាគារទិន្នន័យប្រូតេអ៊ីន៖ 4V6X) (រូបភាពទី 3E)។ បន្ទាប់ពីញែកប្រូតេអ៊ីនរីបូសូមដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់ចង្កោមរីបូសូមផ្សេងៗគ្នា ទីតាំងរបស់ពួកវាមិនត្រូវបានតម្រឹមគ្នាយ៉ាងជិតស្និទ្ធទេ ដែលបង្ហាញថាវិធីសាស្រ្តរបស់យើងបានបរាជ័យក្នុងការផ្តល់ភាពសម្បូរបែបសម្រាប់តំបន់/ប្រភាគជាក់លាក់នៃរីបូសូម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ សមាមាត្រនៃប្រូតេអ៊ីនអនុឯកតាធំៗនៅក្នុងចង្កោមទី 2 គឺទាបជាងនៅក្នុងចង្កោមទី 1 និងទី 3 (រូបភាពបន្ថែម 7D)។ យើងបានសង្កេតឃើញថា ប្រូតេអ៊ីនដែលមានស្តូគីយ៉ូម៉ែត្រីដែលបានផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងត្រូវបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មជាចម្បងទៅលើផ្ទៃរីបូសូម (រូបភាពទី 3E) ដែលស្របនឹងសមត្ថភាពរបស់ពួកវាក្នុងអន្តរកម្មជាមួយធាតុកន្លែងចូលរីបូសូមខាងក្នុង (IRES) នៅក្នុងចំនួនប្រជាជន mRNA ផ្សេងៗគ្នា ដោយហេតុនេះសម្របសម្រួលការបកប្រែជ្រើសរើស។ ៤០, ៤១ លើសពីនេះទៅទៀត ប្រូតេអ៊ីនជាច្រើនដែលមានស្តូគីយ៉ូម៉ែត្រីដែលបានផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង មានទីតាំងនៅជិតតំបន់មុខងារដូចជាផ្លូវរូងចេញ mRNA (រូបភាពទី 3F) ដែលគ្រប់គ្រងការលាតសន្ធឹងបកប្រែ និងការបញ្ឈប់ peptide ជាក់លាក់ជាជម្រើស។ ៤២ សរុបមក ទិន្នន័យរបស់យើងបង្ហាញថា ស្តូគីយ៉ូម៉ែត្រីនៃប្រូតេអ៊ីនរីបូសូមសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងបង្ហាញពីភាពមិនដូចគ្នា ដែលបណ្តាលឱ្យមានភាពខុសគ្នារវាងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។
បន្ទាប់មក យើងបានចាប់ផ្តើមកំណត់អត្តសញ្ញាណសញ្ញាណសរសៃដែលរមួលលឿន និងយឺត ហើយស្វែងយល់ពីយន្តការនៃបទប្បញ្ញត្តិប្រតិចារិករបស់វា។ ការប្រៀបធៀបចង្កោមសរសៃដែលរមួលលឿន និងយឺតដែលកំណត់ដោយ UMAP នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យពីរ (រូបភាពទី 1G–H និង 4A–B) ការវិភាគប្រតិចារិក និងប្រូតេអូមិច បានកំណត់អត្តសញ្ញាណលក្ខណៈពិសេសផ្សេងៗគ្នាចំនួន 1366 និង 804 រៀងៗខ្លួន (រូបភាពទី 4A–B សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 9–12)។ យើងបានសង្កេតឃើញភាពខុសគ្នាដែលរំពឹងទុកនៅក្នុងសញ្ញាណទាក់ទងនឹងសាកូមៀរ (ឧទាហរណ៍ ត្រូប៉ូមីយ៉ូស៊ីន និងត្រូប៉ូនីន) ការភ្ជាប់ការរំញោច-ការកន្ត្រាក់ (អ៊ីសូហ្វម SERCA) និងការរំលាយអាហារថាមពល (ឧទាហរណ៍ ALDOA និង CKB)។ លើសពីនេះ ប្រតិចារិក និងប្រូតេអ៊ីនដែលគ្រប់គ្រងការ ubiquitination ប្រូតេអ៊ីនត្រូវបានបង្ហាញខុសគ្នានៅក្នុងសរសៃដែលរមួលលឿន និងយឺត (ឧទាហរណ៍ USP54, SH3RF2, USP28 និង USP48) (រូបភាពទី 4A–B)។ លើសពីនេះ ហ្សែនប្រូតេអ៊ីនអតិសុខុមប្រាណ RP11-451G4.2 (DWORF) ដែលពីមុនត្រូវបានបង្ហាញថាត្រូវបានបង្ហាញខុសគ្នានៅទូទាំងប្រភេទសរសៃសាច់ដុំចៀម43 និងបង្កើនសកម្មភាព SERCA នៅក្នុងសាច់ដុំបេះដូង44 ត្រូវបានធ្វើឱ្យកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងយឺត (រូបភាពទី 4A)។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ នៅកម្រិតសរសៃនីមួយៗ ភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងហត្ថលេខាដែលគេស្គាល់ដូចជាអ៊ីសូហ្វម lactate dehydrogenase ទាក់ទងនឹងការរំលាយអាហារ (LDHA និង LDHB រូបភាពទី 4C និងរូបភាពបន្ថែម 8A)45,46 ក៏ដូចជាហត្ថលេខាជាក់លាក់ប្រភេទសរសៃដែលមិនស្គាល់ពីមុន (ដូចជា IRX3, USP54, USP28 និង DPYSL3) (រូបភាពទី 4C)។ មានការត្រួតស៊ីគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃលក្ខណៈពិសេសដែលបានបង្ហាញខុសគ្នារវាងសំណុំទិន្នន័យ transcriptomic និង proteomic (រូបភាពបន្ថែម 8B) ក៏ដូចជាទំនាក់ទំនងផ្លាស់ប្តូរផ្នត់ដែលជំរុញជាចម្បងដោយការបញ្ចេញមតិឌីផេរ៉ង់ស្យែលកាន់តែច្បាស់នៃលក្ខណៈពិសេស sarcomere (រូបភាពបន្ថែម 8C)។ ជាពិសេស ហត្ថលេខាមួយចំនួន (ឧទាហរណ៍ USP28, USP48, GOLGA4, AKAP13) បានបង្ហាញពីបទប្បញ្ញត្តិក្រោយការចម្លងដ៏រឹងមាំតែនៅកម្រិតប្រូតេអូមិចប៉ុណ្ណោះ ហើយមានទម្រង់ការបញ្ចេញមតិជាក់លាក់ចំពោះប្រភេទសរសៃរមួលយឺត/លឿន (រូបភាពបន្ថែម 8C)។
គំនូសតាងភ្នំភ្លើង A និង B ប្រៀបធៀបចង្កោមយឺត និងលឿនដែលត្រូវបានកំណត់ដោយគំនូសតាងការប៉ាន់ស្មាន និងការព្យាករណ៍ឯកសណ្ឋាន (UMAP) ក្នុងរូបភាពទី 1G–H។ ចំណុចពណ៌តំណាងឱ្យប្រតិចារិក ឬប្រូតេអ៊ីនដែលមានភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅ FDR < 0.05 ហើយចំណុចងងឹតតំណាងឱ្យប្រតិចារិក ឬប្រូតេអ៊ីនដែលមានភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅការផ្លាស់ប្តូរឡូក > 1។ ការវិភាគស្ថិតិទ្វេភាគីត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើការធ្វើតេស្ត DESeq2 Wald ជាមួយតម្លៃ p ដែលបានកែតម្រូវ Benjamini-Hochberg (ប្រតិចារិក) ឬវិធីសាស្ត្រគំរូលីនេអ៊ែរ Limma ជាមួយនឹងការវិភាគ Bayesian ជាក់ស្តែង បន្ទាប់មកដោយការកែតម្រូវ Benjamini-Hochberg សម្រាប់ការប្រៀបធៀបច្រើន (ប្រូតេអូម)។ C គំនូសតាងហត្ថលេខានៃហ្សែន ឬប្រូតេអ៊ីនដែលបានបង្ហាញខុសគ្នាដែលបានជ្រើសរើសរវាងសរសៃយឺត និងលឿន។ D ការវិភាគបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃប្រតិចារិក និងប្រូតេអ៊ីនដែលបានបង្ហាញខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ តម្លៃត្រួតស៊ីគ្នាត្រូវបានបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យទាំងពីរ តម្លៃប្រតិចារិកត្រូវបានបង្កើនប្រសិទ្ធភាពតែនៅក្នុងប្រតិចារិក ហើយតម្លៃប្រូតេអូមត្រូវបានបង្កើនប្រសិទ្ធភាពតែនៅក្នុងប្រូតេអូមប៉ុណ្ណោះ។ ការវិភាគស្ថិតិត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើកញ្ចប់ clusterProfiler ជាមួយតម្លៃ p ដែលបានកែតម្រូវ Benjamini-Hochberg។ ង. កត្តាចម្លងជាក់លាក់នៃប្រភេទសរសៃដែលត្រូវបានកំណត់ដោយ SCENIC ដោយផ្អែកលើពិន្ទុភាពជាក់លាក់នៃនិយតករដែលទទួលបានពី SCENIC និងការបញ្ចេញមតិ mRNA ខុសគ្នារវាងប្រភេទសរសៃ។ ច. ការវិភាគកត្តាចម្លងដែលបានជ្រើសរើសដែលបញ្ចេញមតិខុសគ្នារវាងសរសៃយឺត និងសរសៃលឿន។
បន្ទាប់មកយើងបានធ្វើការវិភាគលើសកម្រិតនៃហ្សែន និងប្រូតេអ៊ីនដែលតំណាងខុសៗគ្នា (រូបភាពទី 4D សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 13)។ ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពផ្លូវសម្រាប់លក្ខណៈពិសេសដែលខុសគ្នារវាងសំណុំទិន្នន័យទាំងពីរបានបង្ហាញពីភាពខុសគ្នាដែលរំពឹងទុក ដូចជាដំណើរការអុកស៊ីតកម្ម β អាស៊ីតខ្លាញ់ និងដំណើរការមេតាបូលីស ketone (សរសៃយឺត) ការកន្ត្រាក់ myofilament/សាច់ដុំ (សរសៃលឿន និងយឺតរៀងៗខ្លួន) និងដំណើរការ catabolic កាបូអ៊ីដ្រាត (សរសៃលឿន)។ សកម្មភាព phosphatase ប្រូតេអ៊ីន Serine/threonine ក៏ត្រូវបានកើនឡើងនៅក្នុងសរសៃលឿនផងដែរ ដែលជំរុញដោយលក្ខណៈពិសេសដូចជាអនុឯកតា phosphatase និយតកម្ម និងកាតាលីករ (PPP3CB, PPP1R3D និង PPP1R3A) ដែលត្រូវបានគេដឹងថាគ្រប់គ្រងការរំលាយអាហារ glycogen (47) (រូបភាពបន្ថែម 8D–E)។ ផ្លូវផ្សេងទៀតដែលសម្បូរទៅដោយសរសៃលឿនរួមមាន សារធាតុដំណើរការ (P-) (YTHDF3, TRIM21, LSM2) នៅក្នុងប្រូតេអូម (រូបភាពបន្ថែម 8F) ដែលអាចពាក់ព័ន្ធនឹងបទប្បញ្ញត្តិក្រោយការចម្លង (48) និងសកម្មភាពកត្តាចម្លង (SREBF1, RXRG, RORA) នៅក្នុងប្រតិចារិក (រូបភាពបន្ថែម 8G)។ សរសៃយឺតត្រូវបានសម្បូរទៅដោយសកម្មភាពអុកស៊ីដូរ៉េដុកតាស (BDH1, DCXR, TXN2) (រូបភាពបន្ថែម 8H) ការចងអាមីដ (CPTP, PFDN2, CRYAB) (រូបភាពបន្ថែម 8I) ម៉ាទ្រីសក្រៅកោសិកា (CTSD, ADAMTSL4, LAMC1) (រូបភាពបន្ថែម 8J) និងសកម្មភាពរីសិបទ័រ-លីហ្គែន (FNDC5, SPX, NENF) (រូបភាពបន្ថែម 8K)។
ដើម្បីទទួលបានការយល់ដឹងបន្ថែមអំពីបទប្បញ្ញត្តិប្រតិចារិកដែលជាមូលដ្ឋាននៃលក្ខណៈប្រភេទសរសៃសាច់ដុំយឺត/លឿន យើងបានធ្វើការវិភាគបង្កើនកត្តាប្រតិចារិកដោយប្រើ SCENIC49 (សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 14)។ កត្តាប្រតិចារិកជាច្រើនត្រូវបានបង្កើនយ៉ាងខ្លាំងរវាងសរសៃសាច់ដុំលឿន និងយឺត (រូបភាពទី 4E)។ នេះរួមបញ្ចូលទាំងកត្តាប្រតិចារិកដូចជា MAFA ដែលពីមុនត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងការអភិវឌ្ឍសរសៃសាច់ដុំលឿន 50 ក៏ដូចជាកត្តាប្រតិចារិកមួយចំនួនដែលមិនធ្លាប់មានទំនាក់ទំនងជាមួយកម្មវិធីហ្សែនជាក់លាក់នៃប្រភេទសរសៃសាច់ដុំ។ ក្នុងចំណោមទាំងនេះ PITX1, EGR1 និង MYF6 គឺជាកត្តាប្រតិចារិកដែលបង្កើនច្រើនបំផុតនៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំលឿន (រូបភាពទី 4E)។ ផ្ទុយទៅវិញ ZSCAN30 និង EPAS1 (ត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថា HIF2A) គឺជាកត្តាប្រតិចារិកដែលបង្កើនច្រើនបំផុតនៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំយឺត (រូបភាពទី 4E)។ ស្របនឹងរឿងនេះ MAFA ត្រូវបានបង្ហាញនៅកម្រិតខ្ពស់ជាងនៅក្នុងតំបន់ UMAP ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងសរសៃសាច់ដុំលឿន ខណៈពេលដែល EPAS1 មានលំនាំបញ្ចេញមតិផ្ទុយ (រូបភាពទី 4F)។
បន្ថែមពីលើហ្សែនសរសេរកូដប្រូតេអ៊ីនដែលគេស្គាល់ មានជីវប្រភេទ RNA ដែលមិនសរសេរកូដជាច្រើនដែលអាចពាក់ព័ន្ធនឹងបទប្បញ្ញត្តិនៃការអភិវឌ្ឍមនុស្ស និងជំងឺ។ 51, 52 នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យ transcriptome RNA ដែលមិនសរសេរកូដជាច្រើនបង្ហាញពីភាពជាក់លាក់នៃប្រភេទសរសៃ (រូបភាពទី 5A និងសំណុំទិន្នន័យបន្ថែមទី 15) រួមទាំង LINC01405 ដែលជាក់លាក់ខ្ពស់សម្រាប់សរសៃយឺត ហើយត្រូវបានរាយការណ៍ថាមានការថយចុះនៅក្នុងសាច់ដុំពីអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំមីតូខនឌ្រី។ 53 ផ្ទុយទៅវិញ RP11-255P5.3 ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងហ្សែន lnc-ERCC5-5 (https://lncipedia.org/db/transcript/lnc-ERCC5-5:2) 54 បង្ហាញពីភាពជាក់លាក់នៃប្រភេទសរសៃលឿន។ ទាំង LINC01405 (https://tinyurl.com/x5k9wj3h) និង RP11-255P5.3 (https://tinyurl.com/29jmzder) បង្ហាញពីភាពជាក់លាក់នៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង (រូបភាពបន្ថែម 9A–B) ហើយមិនមានហ្សែនកន្ត្រាក់ដែលគេស្គាល់នៅក្នុងសង្កាត់ហ្សែន 1 Mb របស់ពួកវាទេ ដែលបង្ហាញថាពួកវាដើរតួនាទីឯកទេសក្នុងការគ្រប់គ្រងប្រភេទសរសៃជាជាងការគ្រប់គ្រងហ្សែនកន្ត្រាក់ជិតខាង។ ទម្រង់ការបញ្ចេញមតិជាក់លាក់ប្រភេទសរសៃយឺត/លឿនរបស់ LINC01405 និង RP11-255P5.3 រៀងគ្នាត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយប្រើ RNAscope (រូបភាព 5B–C)។
ក. ប្រតិចារិក RNA ដែលមិនសរសេរកូដត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំរមួលយឺត និងរមួលលឿន។ ខ. រូបភាពតំណាង RNAscope ដែលបង្ហាញពីភាពជាក់លាក់នៃប្រភេទសរសៃយឺត និងរមួលលឿនរបស់ LINC01405 និង RP11-255P5.3 រៀងគ្នា។ របារមាត្រដ្ឋាន = 50 μm។ គ. ការវាស់បរិមាណនៃការបញ្ចេញមតិ RNA ដែលមិនសរសេរកូដជាក់លាក់នៃប្រភេទ myofiber ដូចដែលបានកំណត់ដោយ RNAscope (n = 3 ការធ្វើកោសល្យវិច័យពីបុគ្គលឯករាជ្យ ដោយប្រៀបធៀបសរសៃសាច់ដុំលឿន និងយឺតនៅក្នុងបុគ្គលម្នាក់ៗ)។ ការវិភាគស្ថិតិត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើតេស្ត t របស់សិស្សពីរកន្ទុយ។ គ្រោងប្រអប់បង្ហាញពីមេឌីយ៉ាន និងត្រីមាសទីមួយ និងទីបី ជាមួយនឹងពុកមាត់ចង្អុលទៅតម្លៃអប្បបរមា និងអតិបរមា។ ឃ. លំហូរការងារកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រូតេអ៊ីនអតិសុខុមប្រាណថ្មី (បង្កើតជាមួយ BioRender.com)។ ង. ប្រូតេអ៊ីនអតិសុខុមប្រាណ LINC01405_ORF408:17441:17358 ត្រូវបានបង្ហាញជាពិសេសនៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងយឺត (n=5 ការធ្វើកោសល្យវិច័យពីអ្នកចូលរួមឯករាជ្យ ដោយប្រៀបធៀបសរសៃសាច់ដុំលឿន និងយឺតនៅក្នុងអ្នកចូលរួមម្នាក់ៗ)។ ការវិភាគស្ថិតិត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើវិធីសាស្ត្រគំរូលីនេអ៊ែរ Limm រួមផ្សំជាមួយនឹងវិធីសាស្ត្រ Bayesian ជាក់ស្តែង បន្ទាប់មកដោយវិធីសាស្ត្រ Benjamini-Hochberg សម្រាប់ការប្រៀបធៀបច្រើនជាមួយនឹងការកែតម្រូវតម្លៃ p។ គំនូសតាងប្រអប់បង្ហាញពីមេឌីយ៉ាន កាទីលទីមួយ និងទីបី ជាមួយនឹងពុកមាត់ចង្អុលទៅតម្លៃអតិបរមា/អប្បបរមា។
ថ្មីៗនេះ ការសិក្សាបានបង្ហាញថា ប្រតិចារិកដែលមិនសរសេរកូដជាច្រើនដែលទំនងជាអ៊ិនកូដប្រូតេអ៊ីនអតិសុខុមប្រាណដែលបានចម្លង ដែលខ្លះគ្រប់គ្រងមុខងារសាច់ដុំ។ ៤៤, ៥៥ ដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រូតេអ៊ីនអតិសុខុមប្រាណដែលមានសក្តានុពលភាពជាក់លាក់នៃប្រភេទសរសៃ យើងបានស្វែងរកសំណុំទិន្នន័យប្រូតេអូមសរសៃ 1000 របស់យើងដោយប្រើឯកសារ FASTA ផ្ទាល់ខ្លួនដែលមានលំដាប់នៃប្រតិចារិកដែលមិនសរសេរកូដ (n = 305) ដែលត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យប្រតិចារិកសរសៃ 1000 (រូបភាពទី 5D)។ យើងបានកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រូតេអ៊ីនអតិសុខុមប្រាណចំនួន 197 ពីប្រតិចារិកចំនួន 22 ផ្សេងគ្នា ដែលក្នុងនោះ 71 ត្រូវបានគ្រប់គ្រងខុសគ្នារវាងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងយឺត និងលឿន (រូបភាពបន្ថែម 9C និងសំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 16)។ សម្រាប់ LINC01405 ផលិតផលប្រូតេអ៊ីនអតិសុខុមប្រាណចំនួនបីត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណ ដែលមួយក្នុងចំណោមនោះបង្ហាញពីភាពជាក់លាក់នៃសរសៃយឺតស្រដៀងគ្នាទៅនឹងប្រតិចារិករបស់វា (រូបភាពទី 5E និងរូបភាពបន្ថែម 9D)។ ដូច្នេះ យើងបានកំណត់អត្តសញ្ញាណ LINC01405 ជាហ្សែនដែលអ៊ិនកូដប្រូតេអ៊ីនអតិសុខុមប្រាណជាក់លាក់សម្រាប់សរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងយឺត។
យើងបានបង្កើតដំណើរការការងារដ៏ទូលំទូលាយមួយសម្រាប់ការកំណត់លក្ខណៈប្រូតេអូមិចទ្រង់ទ្រាយធំនៃសរសៃសាច់ដុំនីមួយៗ និងបានកំណត់អត្តសញ្ញាណនិយតករនៃភាពមិនដូចគ្នានៃសរសៃនៅក្នុងស្ថានភាពដែលមានសុខភាពល្អ។ យើងបានអនុវត្តដំណើរការការងារនេះដើម្បីយល់ពីរបៀបដែលជំងឺសាច់ដុំឆ្អឹង nemaline ប៉ះពាល់ដល់ភាពខុសគ្នានៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។ ជំងឺសាច់ដុំឆ្អឹង Nemaline គឺជាជំងឺសាច់ដុំតំណពូជដែលបណ្តាលឱ្យខ្សោយសាច់ដុំ ហើយចំពោះកុមារដែលរងផលប៉ះពាល់ មានវត្តមានជាមួយនឹងផលវិបាកជាច្រើនរួមទាំងការពិបាកដកដង្ហើម ជំងឺ Scoliosis និងចលនាអវយវៈមានកំណត់។ 19,20 ជាធម្មតា នៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំឆ្អឹង nemaline វ៉ារ្យ៉ង់បង្កជំងឺនៅក្នុងហ្សែនដូចជា actin alpha 1 (ACTA1) បណ្តាលឱ្យមានសមាសធាតុ myofiber សរសៃរមួលយឺត ទោះបីជាឥទ្ធិពលនេះមានលក្ខណៈមិនដូចគ្នាក៏ដោយ។ ករណីលើកលែងគួរឱ្យកត់សម្គាល់មួយគឺ troponin T1 nemaline myopathy (TNNT1) ដែលមានភាពលេចធ្លោនៃសរសៃលឿន។ ដូច្នេះ ការយល់ដឹងកាន់តែច្បាស់អំពីភាពមិនដូចគ្នាដែលស្ថិតនៅក្រោមភាពមិនប្រក្រតីនៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងដែលសង្កេតឃើញនៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំឆ្អឹង nemaline អាចជួយស្រាយចំណងស្មុគស្មាញរវាងជំងឺទាំងនេះ និងប្រភេទ myofiber។
បើប្រៀបធៀបជាមួយក្រុមត្រួតពិនិត្យដែលមានសុខភាពល្អ (n=3 ក្នុងមួយក្រុម) សរសៃសាច់ដុំដែលញែកចេញពីអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំ nemaline myopathy ដែលមានការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងហ្សែន ACTA1 និង TNNT1 បានបង្ហាញពីភាពរួញតូច ឬ ខូចទ្រង់ទ្រាយនៃសរសៃសាច់ដុំ myofiber (រូបភាពទី 6A តារាងបន្ថែមទី 3)។ នេះបានបង្ហាញពីបញ្ហាប្រឈមផ្នែកបច្ចេកទេសដ៏សំខាន់សម្រាប់ការវិភាគប្រូតេអូមិក ដោយសារតែបរិមាណសម្ភារៈដែលមានមានកំណត់។ ទោះបីជាយ៉ាងនេះក្តី យើងអាចរកឃើញប្រូតេអ៊ីនចំនួន 2485 នៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងចំនួន 272។ បន្ទាប់ពីការច្រោះយកប្រូតេអ៊ីនដែលបានវាស់វែងយ៉ាងហោចណាស់ 1000 ក្នុងមួយសរសៃ សរសៃចំនួន 250 ត្រូវបានទទួលរងនូវការវិភាគជីវព័ត៌មានវិទ្យាជាបន្តបន្ទាប់។ បន្ទាប់ពីការច្រោះ ប្រូតេអ៊ីនជាមធ្យមចំនួន 1573 ± 359 ក្នុងមួយសរសៃត្រូវបានវាស់វែង (រូបភាពបន្ថែមទី 10A សំណុំទិន្នន័យបន្ថែមទី 17–18)។ ជាពិសេស ទោះបីជាមានការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃទំហំសរសៃក៏ដោយ ជម្រៅប្រូតេអូមនៃគំរូអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំ nemaline myopathy ត្រូវបានកាត់បន្ថយបន្តិចបន្តួចប៉ុណ្ណោះ។ លើសពីនេះ ការដំណើរការទិន្នន័យទាំងនេះដោយប្រើឯកសារ FASTA ផ្ទាល់ខ្លួនរបស់យើង (រួមទាំងប្រតិចារិកដែលមិនអ៊ិនកូដ) បានអនុញ្ញាតឱ្យយើងកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រូតេអ៊ីនអតិសុខុមប្រាណចំនួនប្រាំនៅក្នុង myofibers គ្រោងឆ្អឹងពីអ្នកជំងឺ nemaline myopathy (សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 19)។ ជួរថាមវន្តនៃប្រូតេអូមគឺទូលំទូលាយជាងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ ហើយប្រូតេអ៊ីនសរុបនៅក្នុងក្រុមត្រួតពិនិត្យមានទំនាក់ទំនងល្អជាមួយនឹងលទ្ធផលនៃការវិភាគប្រូតេអូម 1000 សរសៃពីមុន (រូបភាពបន្ថែម 10B-C)។
ក. រូបភាពមីក្រូទស្សន៍បង្ហាញពីការរួញសរសៃ ឬជំងឺរលួយសរសៃ និងលេចធ្លោនៃប្រភេទសរសៃផ្សេងៗគ្នាដោយផ្អែកលើ MYH នៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំខ្សោយសរសៃ nemaline (NM) ACTA1 និង TNNT1។ របារមាត្រដ្ឋាន = 100 μm។ ដើម្បីធានាបាននូវភាពអាចបង្កើតឡើងវិញនៃការជ្រលក់ពណ៌ចំពោះអ្នកជំងឺ ACTA1 និង TNNT1 ការធ្វើកោសល្យវិច័យអ្នកជំងឺចំនួនបីត្រូវបានជ្រលក់ពណ៌ពីរទៅបីដង (បួនផ្នែកក្នុងមួយករណី) មុនពេលជ្រើសរើសរូបភាពតំណាង។ ខ. សមាមាត្រប្រភេទសរសៃចំពោះអ្នកចូលរួមដោយផ្អែកលើ MYH។ គ. គ្រោងការវិភាគសមាសធាតុចម្បង (PCA) នៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងចំពោះអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំខ្សោយសរសៃ nemaline និងក្រុមត្រួតពិនិត្យ។ ឃ. សរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងពីអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំខ្សោយសរសៃ nemaline និងក្រុមត្រួតពិនិត្យដែលបានបញ្ចាំងទៅលើគ្រោង PCA ដែលកំណត់ពីសរសៃ 1000 ដែលបានវិភាគក្នុងរូបភាពទី 2។ ឧទាហរណ៍ គ្រោងភ្នំភ្លើងប្រៀបធៀបភាពខុសគ្នារវាងអ្នកចូលរួមដែលមានជំងឺសាច់ដុំខ្សោយសរសៃ nemaline ACTA1 និង TNNT1 និងក្រុមត្រួតពិនិត្យ និងរវាងអ្នកចូលរួមដែលមានជំងឺសាច់ដុំខ្សោយសរសៃ nemaline ACTA1 និង TNNT1។ រង្វង់ពណ៌បង្ហាញពីប្រូតេអ៊ីនដែលមានភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅ π < 0.05 ហើយចំណុចងងឹតបង្ហាញពីប្រូតេអ៊ីនដែលមានភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅ FDR < 0.05។ ការវិភាគស្ថិតិត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើវិធីសាស្ត្រគំរូលីនេអ៊ែរ Limma និងវិធីសាស្ត្រ Bayesian ជាក់ស្តែង បន្ទាប់មកដោយការកែតម្រូវតម្លៃ p សម្រាប់ការប្រៀបធៀបច្រើនដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Benjamini-Hochberg។ H. ការវិភាគបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃប្រូតេអ៊ីនដែលបានបង្ហាញភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅទូទាំងប្រូតេអូមទាំងមូល និងនៅក្នុងសរសៃប្រភេទទី 1 និង 2A។ ការវិភាគស្ថិតិត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើកញ្ចប់ clusterProfiler និងតម្លៃ p ដែលបានកែតម្រូវដោយ Benjamini-Hochberg។ I, J. គ្រោងការវិភាគសមាសភាគចម្បង (PCA) ដែលមានពណ៌ដោយម៉ាទ្រីសក្រៅកោសិកា និងពាក្យអុនតូឡូស៊ីហ្សែនមីតូខនឌ្រី (GO)។
ដោយសារតែជំងឺសាច់ដុំ nemaline អាចមានឥទ្ធិពលលើសមាមាត្រនៃប្រភេទ myofiber ដែលបង្ហាញ MYH នៅក្នុងសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង19,20 ដំបូងយើងបានពិនិត្យប្រភេទ myofiber ដែលបង្ហាញ MYH ចំពោះអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំ nemaline និងក្រុមត្រួតពិនិត្យ។ យើងបានកំណត់ប្រភេទ myofiber ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រមិនលំអៀងដែលបានពិពណ៌នាពីមុនសម្រាប់ការវិភាគ myofiber 1000 (រូបភាពបន្ថែម 10D-E) ហើយម្តងទៀតបានបរាជ័យក្នុងការកំណត់អត្តសញ្ញាណ myofibers 2X សុទ្ធ (រូបភាពទី 6B)។ យើងបានសង្កេតឃើញឥទ្ធិពលមិនស្មើគ្នានៃជំងឺសាច់ដុំ nemaline លើប្រភេទ myofiber ដោយសារអ្នកជំងឺពីរនាក់ដែលមានការផ្លាស់ប្តូរ ACTA1 មានសមាមាត្រកើនឡើងនៃ myofibers ប្រភេទទី 1 ខណៈពេលដែលអ្នកជំងឺពីរនាក់ដែលមានជំងឺសាច់ដុំ nemaline TNNT1 មានសមាមាត្រថយចុះនៃ myofibers ប្រភេទទី 1 (រូបភាពទី 6B)។ ជាការពិតណាស់ ការបញ្ចេញមតិរបស់ MYH2 និងអ៊ីសូហ្វមត្រូប៉ូនីនលឿន (TNNC2, TNNI2, និង TNNT3) ត្រូវបានថយចុះនៅក្នុងជំងឺ ACTA1-nemaline myopathies ខណៈដែលការបញ្ចេញមតិ MYH7 ត្រូវបានថយចុះនៅក្នុងជំងឺ TNNT1-nemaline myopathies (រូបភាពបន្ថែម 11A)។ នេះស្របនឹងរបាយការណ៍មុនៗអំពីការផ្លាស់ប្តូរប្រភេទ myofiber ដែលមិនដូចគ្នានៅក្នុងជំងឺ nemaline myopathies។19,20 យើងបានបញ្ជាក់ពីលទ្ធផលទាំងនេះដោយ immunohistochemistry ហើយបានរកឃើញថាអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺ ACTA1-nemaline myopathy មាន myofibers ប្រភេទទី 1 លេចធ្លោ ខណៈដែលអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺ TNNT1-nemaline myopathy មានលំនាំផ្ទុយគ្នា (រូបភាព 6A)។
នៅកម្រិតប្រូតេអូមសរសៃតែមួយ សរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងពីអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 និង TNNT1 បានដាក់ជាក្រុមជាមួយសរសៃត្រួតពិនិត្យភាគច្រើន ដោយសរសៃសាច់ដុំ nemaline TNNT1 ជាទូទៅរងផលប៉ះពាល់ធ្ងន់ធ្ងរបំផុត (រូបភាពទី 6C)។ នេះជាក់ស្តែងជាពិសេសនៅពេលគូសគំនូសវិភាគសមាសភាគចម្បង (PCA) នៃសរសៃដែលបំប៉ោងក្លែងក្លាយសម្រាប់អ្នកជំងឺម្នាក់ៗ ដោយអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំ nemaline TNNT1 ទី 2 និងទី 3 លេចឡើងនៅឆ្ងាយបំផុតពីគំរូត្រួតពិនិត្យ (រូបភាពបន្ថែម 11B សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 20)។ ដើម្បីយល់កាន់តែច្បាស់ពីរបៀបដែលសរសៃពីអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំប្រៀបធៀបទៅនឹងសរសៃដែលមានសុខភាពល្អ យើងបានប្រើព័ត៌មានលម្អិតដែលទទួលបានពីការវិភាគប្រូតេអូមិចនៃសរសៃចំនួន 1,000 ពីអ្នកចូលរួមពេញវ័យដែលមានសុខភាពល្អ។ យើងបានព្យាករសរសៃពីសំណុំទិន្នន័យសាច់ដុំ (អ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 និង TNNT1 និងក្រុមត្រួតពិនិត្យ) ទៅលើគំនូស PCA ដែលទទួលបានពីការវិភាគប្រូតេអូមិច 1000 សរសៃ (រូបភាពទី 6D)។ ការចែកចាយប្រភេទសរសៃ MYH តាមបណ្តោយ PC2 នៅក្នុងសរសៃត្រួតពិនិត្យគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងការចែកចាយសរសៃដែលទទួលបានពីការវិភាគប្រូតេអូមិច 1000 សរសៃ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សរសៃភាគច្រើននៅក្នុងអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំ nemaline បានផ្លាស់ប្តូរចុះក្រោម PC2 ដែលត្រួតស៊ីគ្នាជាមួយនឹងសរសៃរមួលលឿនដែលមានសុខភាពល្អ ដោយមិនគិតពីប្រភេទសរសៃ MYH ដើមរបស់វា។ ដូច្នេះ ទោះបីជាអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 បានបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរឆ្ពោះទៅរកសរសៃប្រភេទទី 1 នៅពេលដែលវាស់វែងដោយប្រើវិធីសាស្ត្រផ្អែកលើ MYH ក៏ដោយ ទាំងជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 និងជំងឺសាច់ដុំ nemaline TNNT1 បានផ្លាស់ប្តូរប្រូតេអូមសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងឆ្ពោះទៅរកសរសៃរមួលលឿន។
បន្ទាប់មក យើងបានប្រៀបធៀបដោយផ្ទាល់ទៅលើក្រុមអ្នកជំងឺនីមួយៗដែលមានការគ្រប់គ្រងដែលមានសុខភាពល្អ ហើយបានកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រូតេអ៊ីនចំនួន 256 និង 552 ដែលបង្ហាញភាពខុសគ្នានៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 និង TNNT1 រៀងៗខ្លួន (រូបភាពទី 6E-G និងរូបភាពបន្ថែម 11C សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 21)។ ការវិភាគការបង្កើនហ្សែនបានបង្ហាញពីការថយចុះសម្របសម្រួលនៃប្រូតេអ៊ីនមីតូខនឌ្រី (រូបភាពទី 6H-I សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 22)។ គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើល បើទោះបីជាមានភាពលេចធ្លោខុសគ្នានៃប្រភេទសរសៃនៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 និង TNNT1 ក៏ដោយ ការថយចុះនេះគឺឯករាជ្យទាំងស្រុងពីប្រភេទសរសៃដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH (រូបភាពទី 6H និងរូបភាពបន្ថែម 11D-I សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 23)។ ប្រូតេអ៊ីនអតិសុខុមប្រាណចំនួនបីក៏ត្រូវបានគ្រប់គ្រងនៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 ឬ TNNT1 ផងដែរ។ មីក្រូប្រូតេអ៊ីនពីរប្រភេទនេះ គឺ ENSG00000215483_TR14_ORF67 (ត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជា LINC00598 ឬ Lnc-FOXO1) និង ENSG00000229425_TR25_ORF40 (lnc-NRIP1-2) បានបង្ហាញពីភាពសម្បូរបែបខុសៗគ្នាតែនៅក្នុង myofibers ប្រភេទទី 1 ប៉ុណ្ណោះ។ ENSG00000215483_TR14_ORF67 ពីមុនត្រូវបានរាយការណ៍ថាដើរតួនាទីក្នុងការគ្រប់គ្រងវដ្តកោសិកា។ 56 ម្យ៉ាងវិញទៀត ENSG00000232046_TR1_ORF437 (ដែលត្រូវគ្នានឹង LINC01798) បានកើនឡើងនៅក្នុង myofibers ប្រភេទទី 1 និងប្រភេទទី 2A នៅក្នុង ACTA1-nemaline myopathy បើប្រៀបធៀបទៅនឹងក្រុមត្រួតពិនិត្យដែលមានសុខភាពល្អ (រូបភាពបន្ថែម 12A សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 24)។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រូតេអ៊ីន ribosomal ភាគច្រើនមិនត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយជំងឺ nemaline myopathy ទេ ទោះបីជា RPS17 ត្រូវបានធ្វើឱ្យថយចុះនៅក្នុងជំងឺ ACTA1 nemaline myopathy ក៏ដោយ (រូបភាពទី 6E)។
ការវិភាគបង្កើនប្រសិទ្ធភាពក៏បានបង្ហាញពីការកើនឡើងនៃដំណើរការប្រព័ន្ធភាពស៊ាំនៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 និង TNNT1 ខណៈពេលដែលការស្អិតជាប់កោសិកាក៏ត្រូវបានកើនឡើងនៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំ nemaline TNNT1 (រូបភាពទី 6H)។ ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃកត្តាក្រៅកោសិកាទាំងនេះត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងដោយប្រូតេអ៊ីនម៉ាទ្រីសក្រៅកោសិកាដែលផ្លាស់ប្តូរ PCA នៅក្នុង PC1 និង PC2 ក្នុងទិសដៅអវិជ្ជមាន (ឧ. ឆ្ពោះទៅរកសរសៃដែលរងផលប៉ះពាល់ច្រើនបំផុត) (រូបភាពទី 6J)។ ក្រុមអ្នកជំងឺទាំងពីរបានបង្ហាញពីការកើនឡើងនៃការបញ្ចេញមតិនៃប្រូតេអ៊ីនក្រៅកោសិកាដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការឆ្លើយតបនៃប្រព័ន្ធភាពស៊ាំ និងយន្តការជួសជុល sarcolemmal ដូចជា annexins (ANXA1, ANXA2, ANXA5)57,58 និងប្រូតេអ៊ីនអន្តរកម្មរបស់ពួកគេ S100A1159 (រូបភាពបន្ថែម 12B–C)។ ដំណើរការនេះត្រូវបានរាយការណ៍ពីមុនថាត្រូវបានបង្កើននៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំខ្សោយ60 ប៉ុន្តែតាមចំណេះដឹងរបស់យើង ពីមុនមិនត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងជំងឺសាច់ដុំ nemaline ទេ។ មុខងារធម្មតានៃយន្តការម៉ូលេគុលនេះគឺត្រូវបានទាមទារសម្រាប់ការជួសជុល sarcolemmal បន្ទាប់ពីរបួស និងសម្រាប់ការបញ្ចូលគ្នានៃ myocytes ដែលទើបបង្កើតថ្មីជាមួយនឹង myofibers58,61។ ដូច្នេះសកម្មភាពកើនឡើងនៃដំណើរការនេះនៅក្នុងក្រុមអ្នកជំងឺទាំងពីរបង្ហាញពីការឆ្លើយតបសំណងចំពោះរបួសដែលបណ្តាលមកពីអស្ថិរភាពនៃ myofiber ។
ផលប៉ះពាល់នៃជំងឺសាច់ដុំ nemaline នីមួយៗមានទំនាក់ទំនងគ្នាយ៉ាងល្អ (r = 0.736) ហើយបានបង្ហាញពីការត្រួតស៊ីគ្នាសមហេតុផល (រូបភាពបន្ថែម 11A–B) ដែលបង្ហាញថាជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 និង TNNT1 មានឥទ្ធិពលស្រដៀងគ្នាលើប្រូតេអូម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រូតេអ៊ីនមួយចំនួនត្រូវបានគ្រប់គ្រងតែនៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 ឬ TNNT1 (រូបភាពបន្ថែម 11A និង C)។ ប្រូតេអ៊ីនប្រូហ្វារិច MFAP4 គឺជាប្រូតេអ៊ីនមួយក្នុងចំណោមប្រូតេអ៊ីនដែលមានការកើនឡើងខ្លាំងបំផុតនៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំ nemaline TNNT1 ប៉ុន្តែនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1។ SKIC8 ដែលជាសមាសធាតុនៃស្មុគស្មាញ PAF1C ដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការគ្រប់គ្រងការចម្លងហ្សែន HOX ត្រូវបានគ្រប់គ្រងចុះក្រោមនៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំ nemaline TNNT1 ប៉ុន្តែមិនរងផលប៉ះពាល់នៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 ទេ (រូបភាពបន្ថែម 11A)។ ការប្រៀបធៀបដោយផ្ទាល់នៃជំងឺសាច់ដុំខ្សោយ ACTA1 និង TNNT1 បានបង្ហាញពីការថយចុះកាន់តែច្រើននៃប្រូតេអ៊ីនមីតូខនឌ្រី និងការកើនឡើងនៃប្រូតេអ៊ីនប្រព័ន្ធភាពស៊ាំនៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំខ្សោយ TNNT1 (រូបភាពទី 6G–H និងរូបភាពបន្ថែម 11C និង 11H–I)។ ទិន្នន័យទាំងនេះស្របនឹងការស្វិត/ខូចទ្រង់ទ្រាយកាន់តែច្រើនដែលសង្កេតឃើញនៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំខ្សោយ TNNT1 បើប្រៀបធៀបទៅនឹងជំងឺសាច់ដុំខ្សោយ TNNT1 (រូបភាពទី 6A) ដែលបង្ហាញថាជំងឺសាច់ដុំខ្សោយ TNNT1 តំណាងឱ្យទម្រង់ធ្ងន់ធ្ងរជាងនៃជំងឺនេះ។
ដើម្បីវាយតម្លៃថាតើផលប៉ះពាល់ដែលបានសង្កេតឃើញនៃជំងឺសាច់ដុំ nemaline នៅតែបន្តកើតមាននៅកម្រិតសាច់ដុំទាំងមូលឬអត់ យើងបានធ្វើការវិភាគប្រូតេអូមិចភាគច្រើននៃការធ្វើកោសល្យវិច័យសាច់ដុំពីក្រុមអ្នកជំងឺសាច់ដុំ nemaline TNNT1 ដូចគ្នា ហើយបានប្រៀបធៀបពួកគេជាមួយនឹងក្រុមត្រួតពិនិត្យ (n=3 ក្នុងមួយក្រុម) (រូបភាពបន្ថែម 13A សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 25)។ ដូចដែលរំពឹងទុក ក្រុមត្រួតពិនិត្យមានទំនាក់ទំនងយ៉ាងជិតស្និទ្ធនៅក្នុងការវិភាគសមាសធាតុចម្បង ខណៈពេលដែលអ្នកជំងឺសាច់ដុំ nemaline TNNT1 បានបង្ហាញពីភាពប្រែប្រួលរវាងគំរូខ្ពស់ជាងស្រដៀងគ្នាទៅនឹងអ្វីដែលឃើញនៅក្នុងការវិភាគសរសៃតែមួយ (រូបភាពបន្ថែម 13B)។ ការវិភាគភាគច្រើនបានបង្កើតឡើងវិញនូវប្រូតេអ៊ីនដែលបង្ហាញខុសគ្នា (រូបភាពបន្ថែម 13C សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 26) និងដំណើរការជីវសាស្រ្ត (រូបភាពបន្ថែម 13D សំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 27) ដែលបានបន្លិចដោយការប្រៀបធៀបសរសៃនីមួយៗ ប៉ុន្តែបានបាត់បង់សមត្ថភាពក្នុងការបែងចែករវាងប្រភេទសរសៃផ្សេងៗគ្នា និងបរាជ័យក្នុងការរាប់បញ្ចូលផលប៉ះពាល់នៃជំងឺចម្រុះនៅទូទាំងសរសៃ។
ប្រសិនបើយើងពិចារណាលើទិន្នន័យទាំងនេះរួមគ្នា ទិន្នន័យទាំងនេះបង្ហាញថា ប្រូតេអូមិចសរសៃសាច់ដុំតែមួយអាចបញ្ជាក់ពីលក្ខណៈពិសេសជីវសាស្ត្រគ្លីនិក ដែលមិនអាចរកឃើញដោយវិធីសាស្ត្រគោលដៅដូចជា immunoblotting។ លើសពីនេះ ទិន្នន័យទាំងនេះបង្ហាញពីដែនកំណត់នៃការប្រើប្រាស់ការកំណត់ប្រភេទសរសៃអាកទីន (MYH) តែម្នាក់ឯងដើម្បីពិពណ៌នាអំពីការសម្របខ្លួន phenotypic។ ជាការពិតណាស់ ទោះបីជាការប្តូរប្រភេទសរសៃខុសគ្នារវាងអាកទីន និងត្រូប៉ូនីន nemaline myopathies ក៏ដោយ ក៏ nemaline myopathies ទាំងពីរផ្តាច់ការកំណត់ប្រភេទសរសៃ MYH ពីការរំលាយអាហារសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងឆ្ពោះទៅរកប្រូតេអូមសាច់ដុំដែលលឿន និងអុកស៊ីតកម្មតិចជាង។
ភាពមិនដូចគ្នានៃកោសិកាគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ជាលិកាដើម្បីបំពេញតម្រូវការចម្រុះរបស់វា។ នៅក្នុងសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង នេះត្រូវបានពិពណ៌នាជាញឹកញាប់ថាជាប្រភេទសរសៃដែលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយកម្រិតផ្សេងៗគ្នានៃការផលិតកម្លាំង និងភាពអស់កម្លាំង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាច្បាស់ណាស់ថានេះពន្យល់តែផ្នែកតូចមួយនៃភាពប្រែប្រួលនៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង ដែលមានភាពប្រែប្រួល ស្មុគស្មាញ និងពហុទិដ្ឋភាពច្រើនជាងការគិតពីមុន។ ការរីកចម្រើនខាងបច្ចេកវិទ្យាឥឡូវនេះបានបង្ហាញពីកត្តាដែលគ្រប់គ្រងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។ ជាការពិតណាស់ ទិន្នន័យរបស់យើងបង្ហាញថាសរសៃប្រភេទ 2X អាចមិនមែនជាប្រភេទរងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងដាច់ដោយឡែកនោះទេ។ លើសពីនេះ យើងបានកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រូតេអ៊ីនមេតាបូលីស ប្រូតេអ៊ីនរីបូសូម និងប្រូតេអ៊ីនដែលទាក់ទងនឹងកោសិកាជាកត្តាកំណត់សំខាន់នៃភាពមិនដូចគ្នានៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។ ដោយអនុវត្តដំណើរការការងារប្រូតេអូមិករបស់យើងចំពោះគំរូអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសរសៃប្រសាទណេម៉ាតូត យើងបានបង្ហាញបន្ថែមទៀតថា ការវាយអក្សរសរសៃដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH មិនឆ្លុះបញ្ចាំងយ៉ាងពេញលេញពីភាពមិនដូចគ្នានៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងនោះទេ ជាពិសេសនៅពេលដែលប្រព័ន្ធត្រូវបានរំខាន។ ជាការពិតណាស់ ដោយមិនគិតពីប្រភេទសរសៃដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH ទេ ជំងឺសរសៃប្រសាទណេម៉ាតូតបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរទៅរកសរសៃលឿន និងអុកស៊ីតកម្មតិចជាង។
សរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងត្រូវបានចាត់ថ្នាក់តាំងពីសតវត្សរ៍ទី 19។ ការវិភាគអូមិចថ្មីៗនេះបានអនុញ្ញាតឱ្យយើងចាប់ផ្តើមយល់ពីទម្រង់ការបញ្ចេញមតិនៃប្រភេទសរសៃ MYH ផ្សេងៗគ្នា និងការឆ្លើយតបរបស់ពួកគេចំពោះការរំញោចផ្សេងៗគ្នា។ ដូចដែលបានពិពណ៌នានៅទីនេះ វិធីសាស្រ្តអូមិចក៏មានគុណសម្បត្តិនៃភាពរសើបកាន់តែច្រើនសម្រាប់ការវាស់បរិមាណសញ្ញាសម្គាល់ប្រភេទសរសៃជាងវិធីសាស្ត្រផ្អែកលើអង្គបដិប្រាណបែបប្រពៃណី ដោយមិនពឹងផ្អែកលើការវាស់បរិមាណសញ្ញាសម្គាល់តែមួយ (ឬពីរបី) ដើម្បីកំណត់ប្រភេទសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។ យើងបានប្រើលំហូរការងារប្រតិចារិកប្រតិចារិក និងប្រូតេអូមិចបំពេញបន្ថែម ហើយបានរួមបញ្ចូលលទ្ធផលដើម្បីពិនិត្យមើលបទប្បញ្ញត្តិប្រតិចារិក និងក្រោយការប្រតិចារិកនៃភាពមិនដូចគ្នានៃសរសៃនៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងរបស់មនុស្ស។ លំហូរការងារនេះបានបណ្តាលឱ្យមានការបរាជ័យក្នុងការកំណត់អត្តសញ្ញាណសរសៃប្រភេទ 2X សុទ្ធនៅកម្រិតប្រូតេអ៊ីននៅក្នុង vastus lateralis នៃក្រុមបុរសវ័យក្មេងដែលមានសុខភាពល្អរបស់យើង។ នេះស្របនឹងការសិក្សាសរសៃតែមួយពីមុនដែលបានរកឃើញសរសៃ 2X សុទ្ធ <1% នៅក្នុង vastus lateralis ដែលមានសុខភាពល្អ ទោះបីជានេះគួរតែត្រូវបានបញ្ជាក់នៅក្នុងសាច់ដុំផ្សេងទៀតនាពេលអនាគតក៏ដោយ។ ភាពខុសគ្នារវាងការរកឃើញសរសៃ 2X ស្ទើរតែសុទ្ធនៅកម្រិត mRNA និងសរសៃ 2A/2X លាយគ្នាតែនៅកម្រិតប្រូតេអ៊ីនគឺគួរឱ្យងឿងឆ្ងល់។ ការបញ្ចេញមតិ mRNA នៃអ៊ីសូហ្វម MYH មិនមែនជា circadian ទេ67 ដែលបង្ហាញថាយើងទំនងជាមិនបាន "ខកខាន" សញ្ញាចាប់ផ្តើម MYH2 នៅក្នុងសរសៃ 2X ដែលហាក់ដូចជាសុទ្ធនៅកម្រិត RNA នោះទេ។ ការពន្យល់ដែលអាចធ្វើទៅបានមួយ ទោះបីជាសម្មតិកម្មសុទ្ធសាធក៏ដោយ អាចជាភាពខុសគ្នានៃប្រូតេអ៊ីន និង/ឬស្ថេរភាព mRNA រវាងអ៊ីសូហ្វម MYH។ ជាការពិតណាស់ គ្មានសរសៃលឿនណាមួយសុទ្ធ 100% សម្រាប់អ៊ីសូហ្វម MYH ណាមួយឡើយ ហើយវាមិនច្បាស់ទេថាតើកម្រិតការបញ្ចេញមតិ mRNA MYH1 ក្នុងជួរ 70-90% នឹងបណ្តាលឱ្យមានភាពសម្បូរបែបស្មើគ្នានៃ MYH1 និង MYH2 នៅកម្រិតប្រូតេអ៊ីនឬអត់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលពិចារណាលើប្រតិចារិក ឬប្រូតេអូមទាំងមូល ការវិភាគចង្កោមអាចកំណត់អត្តសញ្ញាណដោយទំនុកចិត្តបានតែចង្កោមពីរផ្សេងគ្នាដែលតំណាងឱ្យសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងយឺត និងលឿន ដោយមិនគិតពីសមាសភាព MYH ច្បាស់លាស់របស់វា។ នេះស្របនឹងការវិភាគដោយប្រើវិធីសាស្រ្តប្រតិចារិកនុយក្លេអ៊ែរតែមួយ ដែលជាធម្មតាកំណត់អត្តសញ្ញាណតែចង្កោម myonuclear ពីរផ្សេងគ្នាប៉ុណ្ណោះ។ ៦៨, ៦៩, ៧០ លើសពីនេះទៅទៀត ទោះបីជាការសិក្សាប្រូតេអូមិចពីមុនបានកំណត់អត្តសញ្ញាណសរសៃប្រភេទ 2X ក៏ដោយ សរសៃទាំងនេះមិនប្រមូលផ្តុំដាច់ដោយឡែកពីសរសៃលឿនដែលនៅសល់ទេ ហើយបង្ហាញតែប្រូតេអ៊ីនមួយចំនួនតូចប៉ុណ្ណោះដែលមានភាពសម្បូរបែបខុសៗគ្នាបើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រភេទសរសៃផ្សេងទៀតដោយផ្អែកលើ MYH។ ១៤ លទ្ធផលទាំងនេះបង្ហាញថា យើងគួរតែត្រលប់ទៅទស្សនៈដើមសតវត្សរ៍ទី ២០ នៃការចាត់ថ្នាក់សរសៃសាច់ដុំ ដែលបានបែងចែកសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងរបស់មនុស្សមិនទៅជាថ្នាក់បីផ្សេងគ្នាដោយផ្អែកលើ MYH ទេ ប៉ុន្តែជាពីរក្រុមដោយផ្អែកលើលក្ខណៈសម្បត្តិមេតាបូលីស និងការកន្ត្រាក់របស់វា។ ៦៣
អ្វីដែលសំខាន់ជាងនេះទៅទៀត ភាពមិនដូចគ្នានៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងគួរតែត្រូវបានពិចារណាតាមវិមាត្រច្រើន។ ការសិក្សា "omics" ពីមុនបានចង្អុលបង្ហាញទិសដៅនេះ ដោយបង្ហាញថាសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងមិនបង្កើតជាចង្កោមដាច់ពីគ្នាទេ ប៉ុន្តែត្រូវបានរៀបចំតាមបណ្តោយបន្ត។ 11, 13, 14, 64, 71 នៅទីនេះ យើងបង្ហាញថា បន្ថែមពីលើភាពខុសគ្នានៃលក្ខណៈសម្បត្តិកន្ត្រាក់ និងមេតាបូលីសនៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង សរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងអាចត្រូវបានបែងចែកដោយលក្ខណៈពិសេសដែលទាក់ទងនឹងអន្តរកម្មកោសិកា-កោសិកា និងយន្តការបកប្រែ។ ជាការពិតណាស់ យើងបានរកឃើញភាពមិនដូចគ្នានៃរីបូសូមនៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងដែលរួមចំណែកដល់ភាពមិនដូចគ្នាដោយមិនគិតពីប្រភេទសរសៃយឺត និងលឿន។ មូលហេតុមូលដ្ឋាននៃភាពមិនដូចគ្នានៃរីបូសូមដ៏សំខាន់នេះ ដោយមិនគិតពីប្រភេទសរសៃយឺត និងលឿន នៅតែមិនច្បាស់លាស់ ប៉ុន្តែវាអាចចង្អុលបង្ហាញពីការរៀបចំលំហឯកទេសនៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំដែលឆ្លើយតបយ៉ាងល្អប្រសើរចំពោះកម្លាំង និងបន្ទុកជាក់លាក់ 72 ការទំនាក់ទំនងឯកទេសកោសិកា ឬសរីរាង្គជាក់លាក់ជាមួយប្រភេទកោសិកាផ្សេងទៀតនៅក្នុងមីក្រូបរិស្ថានសាច់ដុំ 73, 74, 75 ឬភាពខុសគ្នានៃសកម្មភាពរីបូសូមនៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងនីមួយៗ។ ជាការពិតណាស់ ភាពខុសគ្នានៃរីបូសូម ទាំងតាមរយៈការជំនួស paralogous នៃ RPL3 និង RPL3L ឬនៅកម្រិតនៃ 2′O-methylation នៃ rRNA ត្រូវបានបង្ហាញថាមានទំនាក់ទំនងជាមួយនឹងការលូតលាស់សាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង 76,77។ ការអនុវត្តពហុអូមិច និងលំហរួមផ្សំជាមួយនឹងការកំណត់លក្ខណៈមុខងារនៃ myofibers នីមួយៗនឹងជំរុញការយល់ដឹងរបស់យើងបន្ថែមទៀតអំពីជីវវិទ្យាសាច់ដុំនៅកម្រិតពហុអូមិច 78។
តាមរយៈការវិភាគប្រូតេអូមនៃសរសៃសាច់ដុំតែមួយពីអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំ nemaline យើងក៏បានបង្ហាញពីប្រយោជន៍ ប្រសិទ្ធភាព និងការអនុវត្តនៃប្រូតេអូមិចសរសៃសាច់ដុំតែមួយដើម្បីបញ្ជាក់ពីរោគសាស្ត្រគ្លីនិកនៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។ លើសពីនេះ ដោយការប្រៀបធៀបលំហូរការងាររបស់យើងទៅនឹងការវិភាគប្រូតេអូមិចសកល យើងអាចបង្ហាញថាប្រូតេអូមិចសរសៃសាច់ដុំតែមួយផ្តល់ជម្រៅនៃព័ត៌មានដូចគ្នានឹងប្រូតេអូមិចជាលិកាសកល ហើយពង្រីកជម្រៅនេះដោយគិតគូរពីភាពខុសគ្នានៃអន្តរសរសៃ និងប្រភេទសរសៃសាច់ដុំ។ បន្ថែមពីលើភាពខុសគ្នាដែលរំពឹងទុក (ទោះបីជាអថេរ) នៅក្នុងសមាមាត្រប្រភេទសរសៃដែលសង្កេតឃើញនៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 និង TNNT1 បើប្រៀបធៀបទៅនឹងក្រុមត្រួតពិនិត្យដែលមានសុខភាពល្អ19 យើងក៏បានសង្កេតឃើញការរៀបចំឡើងវិញនូវអុកស៊ីតកម្ម និងក្រៅកោសិកាដោយមិនគិតពីការប្តូរប្រភេទសរសៃដែលសម្របសម្រួលដោយ MYH។ ជំងឺ Fibrosis ពីមុនត្រូវបានរាយការណ៍នៅក្នុងជំងឺសាច់ដុំ nemaline TNNT1។19 ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការវិភាគរបស់យើងបានបង្កើតឡើងនៅលើការរកឃើញនេះដោយបង្ហាញពីកម្រិតកើនឡើងនៃប្រូតេអ៊ីនដែលទាក់ទងនឹងភាពតានតឹងដែលបញ្ចេញចេញពីក្រៅកោសិកា ដូចជា annexins ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងយន្តការជួសជុល sarcolemmal នៅក្នុង myofibers ពីអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំ nemaline ACTA1 និង TNNT1។57,58,59 សរុបមក កម្រិត annexin កើនឡើងនៅក្នុង myofibers ពីអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំ nemaline អាចតំណាងឱ្យការឆ្លើយតបកោសិកាចំពោះការជួសជុល myofibers ដែលខូចទ្រង់ទ្រាយធ្ងន់ធ្ងរ។
ទោះបីជាការសិក្សានេះតំណាងឱ្យការវិភាគសាច់ដុំទាំងមូលដែលមានសរសៃតែមួយដ៏ធំបំផុតរបស់មនុស្សរហូតមកដល់បច្ចុប្បន្នក៏ដោយ ក៏វាមិនមែនគ្មានដែនកំណត់ដែរ។ យើងបានញែកសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងចេញពីគំរូអ្នកចូលរួមដែលមានទំហំតូច និងដូចគ្នា និងសាច់ដុំតែមួយ (vastus lateralis)។ ដូច្នេះ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការដកចេញនូវអត្ថិភាពនៃចំនួនប្រជាជនសរសៃជាក់លាក់នៅទូទាំងប្រភេទសាច់ដុំ និងនៅកម្រិតខ្លាំងនៃសរីរវិទ្យាសាច់ដុំ។ ឧទាហរណ៍ យើងមិនអាចដកចេញនូវលទ្ធភាពនៃសំណុំរងនៃសរសៃលឿនបំផុត (ឧទាហរណ៍ សរសៃ 2X សុទ្ធ) ដែលលេចចេញនៅក្នុងអ្នករត់ប្រណាំងដែលបានទទួលការបណ្តុះបណ្តាលខ្ពស់ និង/ឬអត្តពលិកកម្លាំង 79 ឬក្នុងអំឡុងពេលនៃភាពអសកម្មសាច់ដុំ 66,80។ លើសពីនេះ ទំហំគំរូមានកំណត់របស់អ្នកចូលរួមបានរារាំងយើងពីការស៊ើបអង្កេតភាពខុសគ្នាខាងផ្លូវភេទនៃភាពខុសគ្នានៃសរសៃ ដោយសារសមាមាត្រប្រភេទសរសៃត្រូវបានគេដឹងថាខុសគ្នារវាងបុរស និងស្ត្រី។ លើសពីនេះ យើងមិនអាចធ្វើការវិភាគ transcriptomic និង proteomic លើសរសៃសាច់ដុំដូចគ្នា ឬគំរូពីអ្នកចូលរួមដូចគ្នាបានទេ។ នៅពេលដែលយើង និងអ្នកដទៃទៀតបន្តធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវការវិភាគកោសិកាតែមួយ និងសរសៃសាច់ដុំតែមួយដោយប្រើការវិភាគអូមិច ដើម្បីសម្រេចបាននូវការបញ្ចូលគំរូទាបបំផុត (ដូចដែលបានបង្ហាញនៅទីនេះក្នុងការវិភាគសរសៃពីអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺសាច់ដុំមីតូខុនឌ្រី) ឱកាសដើម្បីផ្សំវិធីសាស្រ្តពហុអូមិច (និងមុខងារ) នៅក្នុងសរសៃសាច់ដុំតែមួយក្លាយជាជាក់ស្តែង។
ជារួម ទិន្នន័យរបស់យើងកំណត់អត្តសញ្ញាណ និងពន្យល់ពីកត្តាជំរុញការចម្លង និងក្រោយការចម្លងនៃភាពខុសគ្នានៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។ ជាពិសេស យើងបង្ហាញទិន្នន័យដែលប្រកួតប្រជែងនឹងគោលលទ្ធិដ៏យូរអង្វែងមួយនៅក្នុងសរីរវិទ្យាសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងដែលជាប់ទាក់ទងនឹងនិយមន័យបែបបុរាណដែលមានមូលដ្ឋានលើ MYH នៃប្រភេទសរសៃ។ យើងសង្ឃឹមថានឹងបន្តការជជែកវែកញែក និងពិចារណាឡើងវិញនូវការយល់ដឹងរបស់យើងអំពីការចាត់ថ្នាក់ និងភាពខុសគ្នានៃសរសៃសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹង។
អ្នកចូលរួមជនជាតិស្បែកសចំនួនដប់បួននាក់ (បុរស ១២ នាក់ និងស្ត្រី ២ នាក់) បានយល់ព្រមដោយស្ម័គ្រចិត្តចូលរួមក្នុងការសិក្សានេះ។ ការសិក្សានេះត្រូវបានអនុម័តដោយគណៈកម្មាធិការសីលធម៌នៃមន្ទីរពេទ្យសាកលវិទ្យាល័យ Ghent (BC-10237) អនុវត្តតាមសេចក្តីប្រកាស Helsinki ឆ្នាំ ២០១៣ និងត្រូវបានចុះបញ្ជីនៅ ClinicalTrials.gov (NCT05131555)។ លក្ខណៈទូទៅរបស់អ្នកចូលរួមត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងតារាងបន្ថែមទី ១។ បន្ទាប់ពីទទួលបានការយល់ព្រមដោយផ្ទាល់មាត់ និងជាលាយលក្ខណ៍អក្សរ អ្នកចូលរួមបានទទួលការពិនិត្យសុខភាពមុនពេលដាក់បញ្ចូលចុងក្រោយក្នុងការសិក្សា។ អ្នកចូលរួមមានវ័យក្មេង (អាយុ ២២-៤២ ឆ្នាំ) មានសុខភាពល្អ (គ្មានស្ថានភាពសុខភាព គ្មានប្រវត្តិជក់បារី) និងមានសកម្មភាពរាងកាយមធ្យម។ ការស្រូបយកអុកស៊ីសែនអតិបរមាត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើឧបករណ៍ហាត់ប្រាណដើរសម្រាប់វាយតម្លៃសម្បទារាងកាយដូចដែលបានពិពណ៌នាពីមុន។ ៨១
សំណាកធ្វើកោសល្យវិច័យសាច់ដុំត្រូវបានប្រមូលពេលសម្រាក និងពេលតមអាហារចំនួនបីដង ដោយមានចន្លោះពីគ្នា 14 ថ្ងៃ។ ដោយសារសំណាកទាំងនេះត្រូវបានប្រមូលជាផ្នែកមួយនៃការសិក្សាធំជាងនេះ អ្នកចូលរួមបានប្រើប្រាស់ថ្នាំ placebo (lactose) ថ្នាំប្រឆាំងនឹងអ្នកទទួល H1 (540 mg fexofenadine) ឬថ្នាំប្រឆាំងនឹងអ្នកទទួល H2 (40 mg famotidine) 40 នាទីមុនពេលធ្វើកោសល្យវិច័យ។ យើងបានបង្ហាញពីមុនថា ថ្នាំប្រឆាំងនឹងអ្នកទទួល histamine ទាំងនេះមិនប៉ះពាល់ដល់សុខភាពសាច់ដុំគ្រោងឆ្អឹងពេលសម្រាក81 ហើយមិនមានការដាក់ជាចង្កោមទាក់ទងនឹងស្ថានភាពត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងគ្រោងត្រួតពិនិត្យគុណភាពរបស់យើងទេ (រូបភាពបន្ថែម 3 និង 6)។ របបអាហារស្តង់ដារ (ទម្ងន់រាងកាយ 41.4 kcal/kg កាបូអ៊ីដ្រាតទម្ងន់រាងកាយ 5.1 ក្រាម/kg ប្រូតេអ៊ីន 1.4 ក្រាម/kg និងខ្លាញ់ 1.6 ក្រាម/kg) ត្រូវបានរក្សារយៈពេល 48 ម៉ោងមុនថ្ងៃពិសោធន៍នីមួយៗ ហើយអាហារពេលព្រឹកស្តង់ដារ (កាបូអ៊ីដ្រាត 1.5 ក្រាម/kg ទម្ងន់រាងកាយ) ត្រូវបានបរិភោគនៅព្រឹកនៃថ្ងៃពិសោធន៍។ ក្រោមការប្រើថ្នាំសន្លប់ក្នុងមូលដ្ឋាន (លីដូខេន 1% 0.5 មីលីលីត្រ ដោយគ្មានអេពីណេហ្វ្រីន) ការធ្វើកោសល្យវិច័យសាច់ដុំត្រូវបានយកចេញពីសាច់ដុំវ៉ាសទូស ឡាតេរ៉ាលីស ដោយប្រើការបឺតយកសារធាតុ Bergström តាមស្បែក។82 សំណាកសាច់ដុំត្រូវបានបង្កប់ភ្លាមៗនៅក្នុង RNAlater ហើយរក្សាទុកនៅសីតុណ្ហភាព 4°C រហូតដល់ការវះកាត់សរសៃដោយដៃ (រហូតដល់ 3 ថ្ងៃ)។
បាច់ Myofiber ដែលទើបញែកដាច់ពីគ្នាថ្មីៗត្រូវបានផ្ទេរទៅឧបករណ៍ផ្ទុក RNAlater ស្រស់នៅក្នុងចានដាំដុះ។ បន្ទាប់មក Myofiber នីមួយៗត្រូវបានវះកាត់ដោយដៃដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍ស្តេរ៉េអូ និងដង្កៀបតូចៗ។ សរសៃចំនួនម្ភៃប្រាំត្រូវបានវះកាត់ចេញពីការធ្វើកោសល្យវិច័យនីមួយៗ ដោយយកចិត្តទុកដាក់ជាពិសេសចំពោះការជ្រើសរើសសរសៃពីតំបន់ផ្សេងៗគ្នានៃការធ្វើកោសល្យវិច័យ។ បន្ទាប់ពីការវះកាត់ សរសៃនីមួយៗត្រូវបានជ្រលក់ថ្នមៗនៅក្នុងសារធាតុរំលាយ lysis buffer (SingleShot Cell Lysis Kit, Bio-Rad) ចំនួន 3 μl ដែលមានអង់ស៊ីម proteinase K និង DNase ដើម្បីយកប្រូតេអ៊ីន និង DNA ដែលមិនចង់បានចេញ។ ការបំបែកកោសិកា និងការដកយកប្រូតេអ៊ីន/DNA ត្រូវបានចាប់ផ្តើមដោយការបង្វិលរយៈពេលខ្លី ការបង្វិលសារធាតុរាវនៅក្នុងមីក្រូសង់ទ្រីហ្វុយ និងការភ្ញាស់នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ (10 នាទី)។ បន្ទាប់មក lysate ត្រូវបានភ្ញាស់នៅក្នុងម៉ាស៊ីនវដ្តកម្ដៅ (T100, Bio-Rad) នៅសីតុណ្ហភាព 37°C រយៈពេល 5 នាទី 75°C រយៈពេល 5 នាទី ហើយបន្ទាប់មករក្សាទុកភ្លាមៗនៅ -80°C រហូតដល់ដំណើរការបន្ថែម។
បណ្ណាល័យ RNA polyadenylated ដែលឆបគ្នាជាមួយ Illumina ត្រូវបានរៀបចំពី 2 µl នៃ myofiber lysate ដោយប្រើ QuantSeq-Pool 3′ mRNA-Seq Library Prep Kit (Lexogen)។ វិធីសាស្រ្តលម្អិតអាចរកបាននៅក្នុងសៀវភៅណែនាំរបស់អ្នកផលិត។ ដំណើរការនេះចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការសំយោគ cDNA ខ្សែទីមួយដោយការចម្លងបញ្ច្រាស ក្នុងអំឡុងពេលនោះ ឧបករណ៍កំណត់អត្តសញ្ញាណម៉ូលេគុលតែមួយគត់ (UMIs) និងបាកូដ i1 ជាក់លាក់សម្រាប់គំរូត្រូវបានណែនាំដើម្បីធានាបាននូវការប្រមូលផ្តុំគំរូ និងកាត់បន្ថយភាពប្រែប្រួលបច្ចេកទេសក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការចុះក្រោម។ cDNA ពី myofibers ចំនួន 96 ត្រូវបានប្រមូលផ្តុំ និងបន្សុទ្ធដោយអង្កាំម៉ាញេទិក បន្ទាប់ពីនោះ RNA ត្រូវបានដកចេញ ហើយការសំយោគខ្សែទីពីរត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើប្រាយម័រចៃដន្យ។ បណ្ណាល័យត្រូវបានបន្សុទ្ធដោយអង្កាំម៉ាញេទិក ស្លាក i5/i7 ជាក់លាក់សម្រាប់អាងត្រូវបានបន្ថែម និង PCR ត្រូវបានពង្រីក។ ជំហានបន្សុទ្ធចុងក្រោយបង្កើតបណ្ណាល័យដែលឆបគ្នាជាមួយ Illumina។ គុណភាពនៃអាងបណ្ណាល័យនីមួយៗត្រូវបានវាយតម្លៃដោយប្រើ High Sensitivity Small Fragment DNA Analysis Kit (Agilent Technologies, DNF-477-0500)។
ដោយផ្អែកលើការវាស់វែងបរិមាណ Qubit បណ្តុំត្រូវបានបណ្តុំបន្ថែមទៀតនៅកំហាប់អេក្វាម៉ូឡា (2 nM)។ បន្ទាប់មកបណ្តុំលទ្ធផលត្រូវបានធ្វើលំដាប់នៅលើឧបករណ៍ NovaSeq 6000 ក្នុងរបៀបស្តង់ដារដោយប្រើឧបករណ៍ប្រតិកម្ម NovaSeq S2 (នុយក្លេអូទីត 1 × 100) ជាមួយនឹងការផ្ទុក 2 nM (4% PhiX)។
បំពង់បង្ហូរទិន្នន័យរបស់យើងគឺផ្អែកលើបំពង់បង្ហូរទិន្នន័យវិភាគទិន្នន័យ QuantSeq Pool របស់ Lexogen (https://github.com/Lexogen-Tools/quantseqpool_analysis)។ ទិន្នន័យត្រូវបានបំបែកជាពីរផ្នែកជាមុនសិនជាមួយ bcl2fastq2 (v2.20.0) ដោយផ្អែកលើលិបិក្រម i7/i5។ បន្ទាប់មក ការអានទី 2 ត្រូវបានបំបែកជាពីរផ្នែកជាមួយ idemux (v0.1.6) ដោយផ្អែកលើបាកូដគំរូ i1 ហើយលំដាប់ UMI ត្រូវបានស្រង់ចេញជាមួយ umi_tools (v1.0.1)។ បន្ទាប់មក ការអានត្រូវបានកាត់ចេញជាមួយ cutadapt (v3.4) ជាជុំច្រើនដើម្បីលុបការអានខ្លី (ប្រវែងតិចជាង 20) ឬការអានដែលមានតែលំដាប់អាដាប់ទ័រប៉ុណ្ណោះ។ បន្ទាប់មក ការអានត្រូវបានតម្រឹមទៅនឹងហ្សែនមនុស្សដោយប្រើ STAR (v2.6.0c) ហើយឯកសារ BAM ត្រូវបានធ្វើលិបិក្រមជាមួយ SAMtools (v1.11)។ ការអានស្ទួនត្រូវបានដកចេញដោយប្រើ umi_tools (v1.0.1)។ ជាចុងក្រោយ ការរាប់ការតម្រឹមត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើ featureCounts នៅក្នុង Subread (v2.0.3)។ ការត្រួតពិនិត្យគុណភាពត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើ FastQC (v0.11.9) នៅដំណាក់កាលមធ្យមជាច្រើននៃបំពង់បង្ហូរ។
ដំណើរការ និងការមើលឃើញជីវព័ត៌មានវិទ្យាបន្ថែមទៀតទាំងអស់ត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុង R (v4.2.3) ជាចម្បងដោយប្រើលំហូរការងារ Seurat (v4.4.0)។ 83 ដូច្នេះ តម្លៃ UMI នីមួយៗ និងម៉ាទ្រីសទិន្នន័យមេតាត្រូវបានបំលែងទៅជាវត្ថុ Seurat។ ហ្សែនដែលបង្ហាញក្នុងសរសៃតិចជាង 30% នៃសរសៃទាំងអស់ត្រូវបានដកចេញ។ គំរូដែលមានគុណភាពទាបត្រូវបានដកចេញដោយផ្អែកលើកម្រិតអប្បបរមានៃតម្លៃ UMI 1000 និងហ្សែនដែលបានរកឃើញ 1000។ នៅទីបំផុត សរសៃ 925 បានឆ្លងកាត់ជំហានច្រោះត្រួតពិនិត្យគុណភាពទាំងអស់។ តម្លៃ UMI ត្រូវបានធ្វើឱ្យមានលក្ខណៈធម្មតាដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Seurat SCTransform v2 84 រួមទាំងលក្ខណៈពិសេសដែលបានរកឃើញទាំងអស់ 7418 ហើយភាពខុសគ្នារវាងអ្នកចូលរួមត្រូវបានតំរែតំរង់ចេញ។ ទិន្នន័យមេតាពាក់ព័ន្ធទាំងអស់អាចរកបាននៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យបន្ថែម 28។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១០ ខែកញ្ញា ឆ្នាំ ២០២៥