纳米解剖鉴定肾脏疾病相关基因

了解基因如何在特定组织中发挥作用，对于我们对抗许多人类疾病(从心脏病到肾衰竭再到癌症)的能力至关重要。然而，对大多数人体组织来说，分离出单个细胞类型进行研究是不可能的。

普林斯顿大学和密歇根大学的研究人员开发了一种名为“硅纳米解剖”的新方法，使用计算机而不是手术刀来分离和识别特定基因细胞类型，使疾病相关基因的系统研究成为可能。

研究小组使用这种新方法成功地识别了在足细胞中表达的基因，足细胞是人类的“工作马”肾脏-肾脏疾病的故障研究人员表明，这些基因的某些活性模式与患者肾损害的严重程度相关，并且基于计算机的方法在识别细胞谱系特异性基因方面明显比现有的小鼠实验方法更准确。这项研究发表在该杂志上基因组研究．

利用这项技术，研究人员现在可以从整个组织切片(如肾脏活检切片)中检查基因，以寻找与特定细胞类型相关的特定特征。通过评估这些细胞在不同条件下的基因表达模式，计算机可以使用机器学习技术来推断存在哪些类型的细胞。然后，该系统可以识别哪些基因在它们感兴趣的细胞类型中表达。这些信息在定义新的疾病生物标志物和选择潜在的新药靶点方面都是至关重要的。

通过将新方法应用于肾脏活检样本，研究人员确定了至少136个基因在足细胞中特异性表达。其中两个基因实验证明能引起肾脏疾病．作者还证明了在硅纳米解剖中可用于细胞除了在肾脏中发现的那些，这表明该方法对一系列疾病的研究是有用的。

这种计算方法明显比另一种常用的分离小鼠特定细胞类型的技术更准确。纳米解剖方法的准确率为65%，而小鼠方法的准确率为23%，通过称为免疫组织化学的耗时过程进行评估，该过程涉及对每个感兴趣的基因进行染色以研究其表达模式。

这项研究由普林斯顿大学刘易斯-西格勒综合基因组学研究所的计算机科学教授Olga Troyanskaya和密歇根大学计算医学和生物学教授Matthias Kretzler共同领导。这项研究的第一作者是密歇根大学(University of Michigan)的研究助理教授鞠文军(Wenjun Ju)和凯西·格林(Casey Greene)，后者现在在达特茅斯盖泽尔医学院(Geisel School of Medicine at Dartmouth)工作，曾是普林斯顿大学(Princeton)的博士后。