体外同步化广泛用于研究细胞中的昼夜节律钟，但培养细胞能否再现组织水平的节律性输出仍不明确。关节软骨是研究这一问题的理想模型，因为软骨细胞是其中唯一的常驻细胞类型。在本研究中，我们比较了体外时间序列转录组与体内软骨组织转录组；体外样本为经热休克、地塞米松或渗透压应激同步化的原代小鼠软骨细胞。三种刺激均能有效同步核心时钟基因的节律，但根据同步化因子的不同，产生的昼夜节律相位各异，节律性转录组也存在显著差异。在原代软骨细胞中，热休克、地塞米松和渗透压应激分别产生了5255、2008和879个被归类为节律性表达的转录本；然而，三个体外数据集之间仅有64个共有基因，而纳入体内软骨转录组后，共有基因仅有15个。同步化因子之间的两两比较发现了一些具有统计学富集的重叠基因，但其重叠程度仅略高于随机水平，且共有基因的昼夜节律相位保守性有限。功能富集分析还揭示了依赖于刺激条件的节律性程序，而通路层面的重叠程度较低。这些发现表明，培养细胞中的昼夜节律输出受同步化信号和细胞微环境的共同影响。我们还推出了 BodyClocks.org，这是一个交互式资源，基于经过整理的昼夜节律转录组数据集集合，实现了这一比较分析框架。
培养细胞中的昼夜节律转录组受同步方法影响，且不同于体内状态｜bioRxiv
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培养细胞中的昼夜节律转录组受同步方法影响，且不同于体内状态
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Michal Dudek、Cátia F Gonçalves、Judith A Hoyland、Qing-Jun Meng
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https://doi.org/10.64898/2026.07.20.739603
Michal Dudek
曼彻斯特大学
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michal.dudek{at}manchester.ac.uk
Cátia F Gonçalves
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摘要
体外同步广泛用于研究细胞中的昼夜节律钟，但培养细胞能否重现组织水平的节律性输出仍不明确。关节软骨是研究这一问题的理想模型，因为软骨细胞是其中唯一的常驻细胞类型。在本研究中，我们比较了经热休克、地塞米松或渗透压应激同步的原代小鼠软骨细胞昼夜节律时间序列转录组与体内软骨转录组。
组织。三种刺激均能稳健地同步核心时钟基因的节律，但其产生的昼夜节律相位以及节律性转录组则存在显著差异，这取决于所采用的同步因子。在原代软骨细胞中，热休克、地塞米松和渗透应激分别产生了5255、2008和879个被归类为具有节律性的转录本；然而，三个体外数据集之间仅有64个基因重叠，而在纳入体内软骨转录组后，重叠基因数仅为15个。同步因子之间的两两比较显示，部分重叠在统计学上具有显著富集，但其富集程度仅略高于随机水平，且共享基因的昼夜节律相位保守性有限。功能富集分析同样揭示了依赖刺激条件的节律性程序，而不同刺激条件下通路层面的重叠程度较为有限。这些发现表明，培养细胞中的昼夜节律输出受同步刺激因素和细胞微环境共同塑造。我们还推出了BodyClocks.org，这是一个交互式资源，基于经过整理的昼夜节律转录组数据集集合，实现了这一比较分析框架。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
脚注
https://github.com/Michal0110/BodyClocks_data
https://github.com/Michal0110/BodyClocks_app
资助者信息声明
Versus Arthritis，20875
Wellcome Trust，
，215205/Z/19/Z
Medical Research Council，
，MR/T016744/1
，MR/P010709/1
，MR/K019392/1
Biotechnology and Biological Sciences Research Council
，BB/T001984/1
，BB/Y010523/1
版权
本预印本的版权持有人为作者/资助者，其已授予bioRxiv永久展示该预印本的许可。
该预印本依据
CC-BY 4.0 International license
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发表于2026年7月23日。
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Michal
Dudek
，
Cátia F
Gonçalves
，
Judith A
Hoyland
，
Qing-Jun
Meng
bioRxiv
2026.07.20.739603；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.07.20.739603
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培养细胞中的昼夜节律转录组取决于同步化方法，并且不同于体内状态
Michal
Dudek
，
Cátia F
Gonçalves
，
Judith A
Hoyland
，
Qing-Jun
Meng
bioRxiv
2026.07.20.739603；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.07.20.739603
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关键词：昼夜节律 · 转录组学 · 细胞同步化 · 软骨细胞 · 体内外差异 · 基因表达调控
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.20.739603v1?rss=1