年龄和性别的转录组特征在人类原代肌管中并不具有保守性

《Skeletal Muscle》：The transcriptomic signature of age and sex is not conserved in human primary myotubes

人原代肌细胞（HPMCs）作为体外模型研究性别和年龄特异性肌肉机制的效果评估。收集10名18-30岁男性、10名同年龄段女性及10名60-75岁男性股外侧肌活检标本，建立30个HPMC分化细胞系，通过RNA测序对比原代组织与体外模型的转录组特征。结果显示除Y染色体基因外，原代组织与体外模型的基因表达谱差异显著，表明体外培养环境无法保留体内性别和年龄相关的表观遗传差异。

　　

摘要

背景

从骨骼肌活检中获得的人类原代肌肉细胞（HPMC）系是研究肌肉基本机制背后的分子途径的强大工具。HPMC在培养过程中能够保持其基因组，但许多内源性循环因子在体外环境中不存在，或者其浓度无法反映生理水平。为了验证HPMC是否是研究人类肌肉中年龄和性别特异性的有效模型，我们研究了分化后的HPMC系在培养过程中能在多大程度上保持其原始表型。

方法

从健康人群中招募了10名18-30岁的男性、10名18-30岁的女性和10名60-75岁的男性，采集了他们的vastus lateralis肌肉活检样本。其中一部分肌肉用于建立30个独立的HPMC系。剩余样本立即进行快速冷冻并储存以供进一步分析。从肌肉组织样本及其对应的完全分化的HPMC中提取RNA，并使用RNA测序技术进行分析。为了比较它们的转录组特征，我们在R中进行了主成分分析（PCA）、差异表达分析、单细胞解卷积和通路富集分析。

结果

对30个人类肌肉活检样本及其对应的分化HPMC的转录组特征进行比较后发现，与体外情况相比，体内差异表达的基因和通路几乎完全未被保留，仅Y染色体上编码的少数基因除外。

结论

肌肉组织中 resident 细胞群体的多样性以及细胞环境中缺乏性别和年龄依赖的循环因子可能是导致这些观察结果的原因，因此在使用分化后的HPMC作为人类肌肉性别或年龄的实验模型时需要谨慎。