教你如何利用外顯子體定序發表高分SCI文章

雖然一項科研成果不能僅用一篇或幾篇SCI文章來評價，但發表高水平的SCI文章確實在一定程度上反映了研究人員的研究能力。在眾多定序方法中，外顯子體定序技術是比較常見且發表文章數量比較多​​的一種，今天，小編就來談談利用外顯子體定序發表的文章。在此之前，我們先來了解一下什麼是外顯子體定序吧！

下面小編為大家解析兩篇應用外顯子體定序方法進行研究的文章，案例一是在Nature Genetics上發表的有關先天性心臟病的文章，探討了基因在心臟病研究中發揮的作用；案例二是在American Journal of Human Genetics上發表的文章，首次發現了人類無頭精子症的致病基因，這兩篇文章各具特色。
 

1）研究背景

先天性心臟病（Congenital heart defects，CHDs）在新生兒中的的發病率在0.8~1%，儘管CHD在人類中有大量單基因病的例子，但是患者的兄弟姐妹患此病的風險卻很低，顯示新生突變或不完全外顯發揮重要作用。有CHD症狀的綜合徵病人中的10%有新生的蛋白結構截斷變異（PTVs），該研究用WES的方法檢測了1,891個原發患者，包括610個綜合徵型CHD(S-CHD)患者和1281個非綜合徵型CHD(NS-CHD)患者。在已知的CHD相關基因中，對於S-CHD，確定了新生PTVs是不可遺傳的；相反的，在NS-CHD患者中發現，PTVs是可遺傳的並遺傳自未患病的父母。隨後，識別了在CHD4、CDK13和PRKD1上的新生突變與S-CHD顯著相關，該研究為S-CHD和NS-CHD患者的兄弟姐妹有低患病的風險提供了遺傳證據。

2）方法流程

3）研究結果

 I. S-CHD和NS-CHD相比，新生PTV和錯義突變的數量顯著增多。

圖1. 通過Burdern分析，在S-CHD和NS-CHD患者中比較新生突變和遺傳突變
 

II.在S-CHD患者中富集的有顯著性差異的新生突變的基因中，9個與發育障礙相關，8個與CHD相關。

表1. 在S-CHD患者中富集到的有顯著性差異的新生突變的基因

III. 發現了3個S-CHD的新的致病基因，分別為CDK13 , CHD4和PRKD1；其中CDK13編碼的蛋白高度保守。

圖2. 在518個S-CHD患者中的新生突變富集到的基因
 

圖3. 在S-CHD患者中的CDK13突變

IV.通過分層貝葉斯模型綜合分析，發現16個基因有很高的可信度，12個與發育障礙相關，1個與CHD相關與發育障礙無關（MYH6），3個（CHD4，CDK13和DIAPH3）是之前未知的候選基因。

圖4. 使用分層貝葉斯模型綜合分析新生突變和遺傳變異富集

4）研究結論

 
I. S-CHD患者的致病機制是因為發生了新生PTVs；NS-CHD患者的致病機制則是因為PTVs遺傳自未患病的父母，遺傳模式為不完全外顯。

II.為解釋CHD患者的兄弟姐妹有低的患病風險提供了遺傳依據。

以上就是利用1,891個樣本發表的一篇不錯的文章，然而，大家不禁會問，如果沒有大樣本量就不能發好文章了嗎？別急，下面小編就為您奉上一篇小樣本量（前期只用了2例樣本）且用外顯子體定序方法發表的文章。

1）研究背景

目前將近15%的夫妻面臨不孕不育症所帶來的痛苦，其中50%是由男方因素所致，而導致男性不育的主要原因之一是畸形精子症。自1981年第一個人類無頭精子症病例報導以來，國際上陸續報導了20多個無頭精子症病例，但仍未發現任何基因的突變與人類該表型相關。此綜合徵患者的精液中接近100%的精子都畸形。此綜合徵在家系和近親結婚家系中出現，有強烈的遺傳起源。本研究透過外顯子體定序，在2例散發無親緣關係的不孕不育男性患者中發現SUN5基因突變：a.一個存在純合突變（c.824C>T[p.Thr275Met]）；b .另一個存在復合雜合突變（c.1006C>T [p.Arg356Cys]和（c.485T>A[p.Met162Lys]）。透過不同的驗證方法得出結論：SUN5基因突變是導致人類無頭精子症的主要致病原因。

2）方法流程

3）研究結果

 I.針對2例散發樣本篩選共有突變基因，發現SUN5基因發生突變：a.一個樣本中存在純合突變（c.824C>T[p.Thr275Met]）；b.另一個樣本中存在復合雜合突變（c.1006C>T [p.Arg356Cys]和（ c.485T>A[p.Met162Lys]）；

II. SUN5上攜帶的突變在8/17無親緣關係的不孕不育男性樣本中存在，解釋了47.06%的患者；

III.突變導致SUN5表現缺失、表現量顯著降低、截斷表現，某些突變導致SUN5在精子頭—尾連接處分佈改變。

圖5. 家系圖譜和無頭精子綜合徵家系中SUN5基因突變（Sanger定序）

4）研究結論

I.該研究結果揭示了SUN5雙等位基因突變引起常染色體—隱性無頭精子綜合徵，並且是導致人類無頭精子症的主要致病原因。

II. SUN5基因是首個被發現的參與人類無頭精子症發病分子機制的基因。

III. 該研究成果為人類無頭精子症的精確診斷、遺傳諮詢以及生育選擇提供了理論依據。

參考文獻
[1] Sifrim A, Hitz MP, Wilsdon A, et al . Distinct genetic architectures for syndromic and nonsyndromic congenital heart defects identified by exome sequencing[J]. Nat Genet , 2016,48(9):1060-1065.
[2] Zhu F, Wang F, Yang X, et al . Biallelic SUN5 Mutations Cause Autosomal-Recessive Acephalic Spermatozoa Syndrome[J]. Am J HumGenet , 2016, 99(4):942-949.

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