Tempo-seqを使用したHepargおよびRPTEC/TERT1細胞におけるベースラインおよび化学誘導性トランスクリプトーム応答の比較

ゲノム全体のトランスクリプトームの利用は、毒物学の分野を進める上で極めて重要な役割を果たし、転写署名の化学的曝露へのマッピングを可能にします。これらの活動は、化学物質の摂動の影響と毒性作用モードの識別を評価するために利用できるいくつかの転写調節された経路を明らかにしました。ただし、現在のトランスクリプトームプラットフォームは、高コスト、サンプル調製の複雑さ、および比較的複雑なバイオインフォマティック分析により、ハイスループットワークフローにあまり適していません。したがって、トランスクリプトームの調査は通常、用量と時間の寸法が制限されているため、リスク評価ワークフローの実装には最適ではありません。この研究では、前述の制限を軽減する新しい費用対効果のあるトランスクリプトームアッセイであるTempo-seqを調査しました。この手法は、区分化された腎臓（RPTEC/TERT1）および肝臓（HEPARG）細胞を利用して、化学的誘導性障害の非トランスクリプトミックのない感受性エンドポイント、すなわち、相コントラスト形態、Xcelligence、および糖溶解の非トランスクリプトミックのない感度のエンドポイントと比較して、6コンパウンドスクリーンで評価されました。。非増殖細胞単層を、各化合物の6つの致死濃度に24時間曝露しました。結果は、2839遺伝子パネルを利用して、基底組織固有の署名を識別し、用量反応関係を生成し、化合物特異的および細胞型固有の応答を識別することが可能であることを示しています。また、この研究では、化学的誘導性のトランスクリプトームの変化が細胞毒性より前に発生し、トランスクリプトームが細胞転写反応に対する化学物質の効果の深い機械的情報を提供するという以前の発見も繰り返しています。Tempo-seqは、in vitro毒性実験に適した堅牢なトランスクリプトームプラットフォームです。

The utilisation of genome-wide transcriptomics has played a pivotal role in advancing the field of toxicology, allowing the mapping of transcriptional signatures to chemical exposures. These activities have uncovered several transcriptionally regulated pathways that can be utilised for assessing the perturbation impact of a chemical and also the identification of toxic mode of action. However, current transcriptomic platforms are not very amenable to high-throughput workflows due to, high cost, complexities in sample preparation and relatively complex bioinformatic analysis. Thus, transcriptomic investigations are usually limited in dose and time dimensions and are, therefore, not optimal for implementation in risk assessment workflows. In this study, we investigated a new cost-effective, transcriptomic assay, TempO-Seq, which alleviates the aforementioned limitations. This technique was evaluated in a 6-compound screen, utilising differentiated kidney (RPTEC/TERT1) and liver (HepaRG) cells and compared to non-transcriptomic label-free sensitive endpoints of chemical-induced disturbances, namely phase contrast morphology, xCELLigence and glycolysis. Non-proliferating cell monolayers were exposed to six sub-lethal concentrations of each compound for 24 h. The results show that utilising a 2839 gene panel, it is possible to discriminate basal tissue-specific signatures, generate dose-response relationships and to discriminate compound-specific and cell type-specific responses. This study also reiterates previous findings that chemical-induced transcriptomic alterations occur prior to cytotoxicity and that transcriptomics provides in depth mechanistic information of the effects of chemicals on cellular transcriptional responses. TempO-Seq is a robust transcriptomic platform that is well suited for in vitro toxicity experiments.