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Der Ophthalmologe
Übersichten
Ophthalmologe
https://doi.org/10.1007/s00347-022-01592-9
Eingegangen: 9. Dezember 2021
Webbasierte
Überarbeitet: 23. Dezember 2021
Angenommen: 5. Januar 2022 Genexpressionsanalysen – auf
© The Author(s) 2022 dem Weg zur molekularen
Entschlüsselung gesunder und
erkrankter Augengewebe
Julian Wolf1 · Thabo Lapp1 · Thomas Reinhard1 · Hansjürgen Agostini1 ·
Günther Schlunck1 · Clemens Lange1,2
1
Klinik für Augenheilkunde, Universitätsklinikum Freiburg, Medizinische Fakultät, Universität Freiburg,
Freiburg, Deutschland
2
Ophtha-Lab, Department of Ophthalmology, St. Franziskus Hospital, Muenster, Muenster, Deutschland
Zusammenfassung
Hintergrund: Die Entschlüsselung des Transkriptoms hat in den letzten Jahren
unser Verständnis zahlreicher Erkrankungen verbessert. Öffentlich zugängliche
Datenbanken, wie z. B. die Gene Expression Omnibus-Datenbank des National Center
for Biotechnology Information, sammeln Transkriptomrohdaten aus einer Vielfalt
von Proben, ohne jedoch dem bioinformatischen Laien einen intuitiven Zugang
zu den Daten zu gewähren. Daher wurden in den vergangenen Jahren spezielle
Transkriptomdatenbanken programmiert, die eine benutzerfreundliche Web-basierte
Datenanalyse ermöglichen und damit niederschwellig molekulare Einblicke in okuläre
Gewebe ermöglichen.
Fragestellung: Ziel dieser Arbeit ist es, einen Überblick über die aktuell verfügbaren
okulären Transkriptomdatenbanken zu geben und diese mit dem in Freiburg neu
etablierten Human Eye Transcriptome Atlas zu vergleichen.
Methoden: Literatursuche in PubMed.
Ergebnisse: Neun okuläre Transkriptomdatenbanken mit unterschiedlichem
Anwendungsschwerpunkt wurden identifiziert. Die Plattformen iSyTE und
Express spezialisieren sich auf die Genexpression während der Linsen- und
Netzhautentwicklung der Maus, wohingegen retina.tigem.it, Eye in a Disk und
Spectacle ihren Fokus auf einzelne okuläre Gewebe wie die Netzhaut legen. Spectacle,
UCSC Cell Browser und Single Cell Portal erlauben die intuitive Exploration von
Einzelzell-RNA-Sequenzierungsdaten von Netzhaut-, Aderhaut-, Kornea-, Iris-,
Trabekelmaschenwerk- und Skleragewebe. Die Microarray-Profile verschiedener
gesunder okulärer Gewebe werden in der Ocular Tissue Database bereitgestellt. Der
Human Eye Transcriptome Atlas erfasst derzeit die größte Vielfalt an Augengeweben
und Erkrankungen des Auges. Er zeichnet sich durch einen hohen Qualitätsstandard
aus, der durch methodische Homogenität erreicht wird.
Schlussfolgerungen: Okuläre Transkriptomdatenbanken bieten einen umfassenden
und intuitiven Einblick in die Transkriptionsprofile verschiedener gesunder und
erkrankter Augengewebe. So verbessern sie unser Verständnis der zugrunde liegenden
molekularen Krankheitsprozesse, unterstützen die Hypothesengenerierung und helfen
bei der Suche nach neuen diagnostischen und therapeutischen Zielen für verschiedene
Augenerkrankungen.
Schlüsselwörter
Transkriptom · RNA-Sequenzierung · Datenbank · Auge · Biomarker
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Der Ophthalmologe 1
Übersichten
auch archivierte Formalin-fixierte und in
Paraffin eingebettete Präparate sequen-
ziert werden, was insbesondere die Ana-
lyse seltener Erkrankungen deutlich ver-
einfacht [2].
Anwendung in der Onkologie
Die Transkriptomanalyse hat bisher ins-
besondere Anwendung in der Onkologie
gefunden [7, 9, 28]. So wurden anhand von
Transkriptomdaten von Lungentumoren
und Kontrollgewebe diagnostische Fakto-
Abb. 1 8 Weg vom Gen zum Protein. Die DNA wird durch Transkription in RNA umgeschrieben. Die
ren identifiziert, auf deren Basis in einem
mRNA dient als Bauplanfürdie HerstellungvonProteinen(Translation)oderkannregulatorische Funk- unabhängigen Validierungsdatensatz aus
tionen in diesem Prozess ausüben (miRNA, lncRNA). Die Gesamtheit der Gene, RNAs und Proteine wird über 1000 Tumoren mit einer Genauigkeit
als Genom, Transkriptom und Proteom bezeichnet. Mittels RNA-Sequenzierung gelingt die Entschlüs- von 98 % zwischen Tumor- und Kontroll-
selung aller in einer Probe enthaltenen RNA-Moleküle gewebe unterschieden werden konnte
[9]. Auch die Differenzierung von Platten-
Next Generation Sequencing (NGS) er- okulären Transkriptomdatenbanken zu epithel- und Adenokarzinomen der Lunge
möglicht die simultane Sequenzierung geben und deren Vorteile bzw. Limitation gelang in dieser Arbeit mit einer Klas-
von Millionen DNA- oder RNA-Molekü- aufzuzeigen. sifikationsgenauigkeit von 95 % [9]. Ein
len und hat in den vergangenen Jahren weiteres Anwendungsbeispiel der RNA-
unzählige Forschungsfelder wie die bio- Prinzip der RNA-Sequenzierung Sequenzierung stellt die Abschätzung der
logische Grundlagenforschung und die Tumorprognose anhand des Transkripti-
Untersuchung krankheitsrelevanter Pro- Die RNA-Sequenzierung erlaubt die Ent- onsprofils dar. Uhlen et al. analysierten
zesse revolutioniert. Während das Genom schlüsselung der Nukleotidsequenzen von das Transkriptom von über 8000 Proben
die Informationen der DNA beschreibt, die Millionen von RNA-Molekülen in einer Pro- der häufigsten Tumorarten und identi-
in allen Zellen identisch ist, spiegelt das be [24]. Durch Vergleich dieser Sequenzen fizierten für jede Entität prognostisch
Transkriptom die Gesamtheit aller RNA- mit dem bekannten Referenzgenom kön- relevante Faktoren, anhand derer eine
Moleküle wider und ist somit dynamisch nen unterschiedliche RNA-Moleküle iden- Prognoseabschätzung gelang [28]. Auch
und in verschiedenen Zellen und Geweben tifiziert und quantifiziert werden. Die RNA die Vorhersage des Therapieansprechens
unterschiedlich ausgeprägt. Die Transkrip- dient unter anderem als Bauplan für die von Tumoren stellt eine interessante und
tomanalyse mittels RNA-Sequenzierung Herstellung von Proteinen oder kann re- ausgesprochen praxisrelevante Anwen-
nimmt somit eine besondere Rolle ein, gulatorische Funktionen in diesem Prozess dungsmöglichkeit der Transkriptomanaly-
um den Funktionszustand eines Gewe- ausüben. Die Analyse des Transkriptoms se dar. Die molekulare Charakterisierung
bes zu erfassen und findet in der Klinik bietet somit einen unvoreingenommenen verschiedener Tumoren mittels RNA- und
zunehmend Anwendung, z. B. bei der di- Einblick in den Funktionszustand des Ge- DNA-Sequenzierung ermöglichte so eine
agnostischen Klassifikation von Tumoren webes (. Abb. 1). Entitäten-übergreifende Klassifikation in
[9], der Abschätzung der Tumorprognose Der Vergleich von Proben erkrankter 4 molekulare Subtypen, welche einen
[28] sowie bei der Vorhersage des Thera- und gesunder Probanden ermöglicht ge- prädiktiven Wert für das Ansprechen auf
pieansprechens [7]. Große Datenbanken naue Einblicke in die der Erkrankung zu- eine Immuncheckpoint-Inhibitor-Thera-
wie der Cancer Genome Atlas [6] stel- grunde liegenden pathophysiologischen pie liefert und somit Relevanz für eine
len die in wissenschaftlichen Arbeiten Prozesse und darüber hinaus die Identi- zukünftige individualisierte Therapiepla-
generierten Sequenzierungsrohdaten zur fikation neuer diagnostischer und prog- nung hat [7]. Eine kürzlich veröffentlichte
Verfügung, wobei bisher kaum Augenge- nostisch relevanter Biomarker. Der Erfolg Stellungnahme der Bundesärztekammer
webe enthalten ist und die Analyse der des Human Genome Projects [13] und die geht davon aus, dass in den nächsten
Rohdaten bioinformatische Kenntnisse technischen Fortschritte haben in den letz- Jahren bei einem Großteil der Tumor-
erfordert. Daher wurden in den vergange- ten Jahren die Kosten und den Zeitauf- patienten schon bei Erstdiagnose eine
nen Jahren spezielle benutzerfreundliche wand der Sequenzierung erheblich redu- molekulare Klassifikation des Tumors er-
und web-basierte Datenbanken erstellt, ziert, und es ist wahrscheinlich, dass diese folgt mit dem Ziel, eine möglichst präzise
die eine intuitive Durchsicht und verglei- Entwicklung zu einer zunehmenden An- Therapiestrategie zu verfolgen [20].
chende Analyse der Transkriptionsprofile wendung der Technologie in der klinischen
okulärer Gewebe ermöglichen. Das Ziel Diagnostik führen wird [8]. Zudem kön-
dieser Arbeit ist es, dem Leser einen nen neuerdings durch spezielle Sequen-
Überblick über diese aktuell verfügbaren zierungsmethoden neben frischen Proben
2 Der OphthalmologeAnwendung in der Augen- Transkriptomdatenbanken iSyTE und Express
heilkunde
Mit dem technischen Fortschritt, der zu Die Datenbanken iSyTE (https://research.
In der Augenheilkunde hat die RNA- einer erheblichen Zunahme von Transkrip- bioinformatics.udel.edu/iSyTE) [12] und
Sequenzierung insbesondere in der klini- tomanalysen geführt hat, sind innerhalb Express (https://sysbio.sitehost.iu.edu/
schen Praxis bisher vergleichsweise wenig der letzten Jahre große Datenbanken express) [5] stellen die Transkriptionspro-
Anwendung gefunden. Kürzlich wurde entstanden, die eine Vielzahl von Tran- file von Linsen- und Retinaproben der
eine diagnostische Klassifikation von Plat- skriptomdatensätzen verschiedener Er- Maus zur Verfügung, wobei ein breites
tenepithelkarzinomen und -Papillomen krankungen enthalten [6, 10]. Eine der Spektrum an embryonalen und postnata-
der Bindehaut anhand eines aus wenigen größten Datenbanken ist der Cancer len Stadien enthalten ist. Somit werden
Markern bestehenden Transkriptionspro- Genome Atlas, welcher inzwischen die eine intuitive Analyse und Visualisierung
fils beschrieben [3, 15]. Zudem wurde die Sequenzierdaten von über 84.000 Tumor- der Genexpression in verschiedenen Stadi-
Genexpression von bestimmten Zellre- proben von 67 verschiedenen Entitäten en der Linsen- und Netzhautentwicklung
zeptoren, die eine SARS-CoV-2-Infektion enthält [6]. Die Vielfalt dieser Daten ermöglicht. Die Rohdaten stammen größ-
vermitteln, in Gewebe der Augenoberflä- hat es ermöglicht, typische genetische tenteils aus öffentlich verfügbaren Da-
che [14] und intraokularen Geweben [16] und molekulare Veränderungen, die in tensätzen, welche durch unterschiedliche
mittels RNA-Sequenzierung untersucht. verschiedenen Tumoren auftreten, zu ka- Sequenzierungsprotokolle an verschiede-
Auch Hyalozyten aus dem Glaskörper von talogisieren, um zum einen das Wissen nen Institutionen generiert wurden, was
Patienten mit epiretinaler Gliose konnten über jede einzelne Tumorentität zu erwei- die genannten Datenbanken durch eine
kürzlich mithilfe von RNA-Sequenzierun- tern und zum anderen das Verständnis methodische Inhomogenität limitiert. Zu-
gen als eine aktive und immunmodu- über Entitäten-übergreifende Mechanis- dem ist die Microarray-Technologie, auf
latorische Zellpopulation charakterisiert men der Karzinogenese zu verbessern der die iSyTE-Datenbank basiert, im Ver-
werden [4]. Eine Prognoseabschätzung für [11]. Zudem sind die Sequenzierungsroh- gleich zur RNA-Sequenzierung durch eine
okuläre Tumoren gelang für das Aderhaut- daten öffentlich verfügbar und können höhere technische Variabilität sowie durch
und das Bindehautmelanom [21, 32]. Das z. B. als Validierungsdatensatz verwendet die fehlende Detektion von seltenen und
Aderhautmelanom konnte anhand des werden [9]. An dieser Stelle soll auch auf neuen Transkripten limitiert [18]. Darüber
Transkriptoms in 4 prognostisch relevante den Human Protein Atlas hingewiesen hinaus können Microarray-Analysen nur
molekulare Subtypen unterteilt werden werden [27], der mithilfe einer Kombina- diejenigen Transkripte nachweisen, für
[21]. Diese Klassifikation erreichte eine hö- tion verschiedener „Omics“-Technologien die eine entsprechende Sonde verfüg-
here Vorhersagekraft für das Auftreten von wie Massenspektrometrie oder antikör- bar ist, sodass es sich im Gegensatz zur
Fernmetastasen 5 Jahre nach einer Bra- perbasierte Proteomik humane Proteine RNA-Sequenzierung nicht um eine völlig
chytherapie als die klassische Einteilung in Zellen, Geweben und Organen ka- unvoreingenommene Analyse handelt
nach dem American Joint Committee on talogisiert. Ungeachtet der genannten [18].
Cancer Staging Manual (8th Edition) [17]. vielfältigen Möglichkeiten enthält der
Auch für das Bindehautmelanom wurden Cancer Genome Atlas mit Ausnahme des retina.tigem.it
20 prognostisch relevante Faktoren iden- Aderhautmelanoms bisher keine okulären
tifiziert, die eine Abschätzung des Risikos Gewebe. Obwohl effiziente Algorithmen Die Datenbank retina.tigem.it (http://
für das Auftreten eines Lokalrezidivs oder für die Analyse der enthaltenen Sequen- retina.tigem.it) enthält die Transkripti-
von Fernmetastasen ermöglichen [32]. Für zierungsrohdaten existieren, erfordern onsprofile von 50 gesunden humanen
die neovaskuläre altersabhängige Makula- diese spezielle bioinformatische Kennt- Netzhäuten, welche durch RNA-Sequen-
degeneration (nAMD) wurden durch RNA- nisse und sind darüber hinaus relativ zierung methodisch homogen generiert
Sequenzierung von chorioidalen Neovas- zeitaufwendig. Aus diesen Gründen be- wurden [19]. Somit wird ein umfangreicher
kularisationsmembranen (CNV) Calpro- steht ein Bedarf an Datenbanken, die und intuitiv durchsuchbarer Referenztran-
tectin (S100A8/S100A9) sowie Secreted Transkriptionsprofile okulärer Gewebe skriptomdatensatz der humanen Netzhaut
Phosphoprotein 1 (SPP1) als neue nAMD- enthalten und gleichzeitig eine intuitive angeboten. Bei den Proben handelt es
assoziierte Faktoren identifiziert [22, 23, Datenanalyse ermöglichen. sich um postmortales Gewebe, welches
31]. Die intravitreale Injektion eines SPP1- aufgrund der längeren Zeit zwischen Tod
Inhibitors führte im murinen Laser-CNV- Übersicht okuläre Transkriptom- und Konservierung einem schnellen RNA-
Modell zu einer signifikanten Modulation datenbanken Abbau unterworfen ist, was die Daten in
der CNV-Ausprägung, was die Bedeu- ihrer Aussagekraft beschränken kann [1,
tung des Faktors als potenzielles neues Nachfolgend wird eine Übersicht über die 22].
Therapieziel für die nAMD unterstreicht verfügbaren okulären Transkriptomdaten-
[23]. banken gegeben (s. . Tab. 1).
Der Ophthalmologe 34
Tab. 1 Übersicht über durchsuchbare okuläre Transkriptomdatenbanken
Datenbank iSyTE 2.0 Express Retina.tigem.it Spectacle UCSC Cell Broad Institute Eye in a Disk Ocular Tissue Database Human Eye Transcriptome
Browser Single Cell Atlas
Portal
Gesundes Ge- Linse Linse Retina Retina Retina Kornea Kornea Kornea Bindehaut
Übersichten
webe Retina RPE/ RPE/ Iris Linse Sklera Kornea
Choroidea Choroidea TMW Retina TMW Lid
Der Ophthalmologe
Kornea Sklera RPE/ Iris Tränendrüse
Retina Choroidea Ziliarkörper Sehnerv
RPE/Choroidea Linse Periphere Retina
Sehnervenkopf Zentrale Retina
Sehnerv RPE/Choroidea
Retina ILM
RPE/Choroidea Retinale Mikroglia
Hyalozyten
Erkranktes – – – Autoimmun- RPE nAMD – Retina AMD – BH-SCC
Gewebe retinopathie BH-Papillom
RPE nAMD BH-Melanom
Pterygium
CNV-Membran
Epiretinale Gliose
PDR-Membran
PVR epiretinal
PVR subretinal
Gewebearten 1 2 1 4 4 6 5 10 20
Proben 42 56 50 23 23 18 829 6 139
Spezies Maus Maus Mensch Mensch Mensch Mensch, Mensch Mensch Mensch
Schwein
Gewebequelle Maus Maus Postmortal Postmortal Postmortal Postmortal Postmortal & Postmortal OP-Präparate
Stammzellen
Methode Microarray RNA-Seq RNA-Seq scRNA-Seq scRNA-Seq scRNA-Seq RNA-Seq Microarray RNA-Seq
Methodisch Nein Nein Ja Nein Nein Nein Nein Ja Ja
homogena
Komparative Ja Ja Ja Nein Nein Nein Ja Ja Ja
Analyse b
Link https://research. https://sysbio. http://retina. http:// https://cells. https:// https:// https://genome.uiowa.edu/ https://www.eye-
bioinformatics. sitehost.iu.edu/ tigem.it singlecell- ucsc.edu/? singlecell. eyeIntegration. otdb transcriptome.com
udel.edu/iSyTE express eye.com bp=eye broadinstitute. nei.nih.gov
orgSpectacle, UCSC Cell Browser und Human Eye Transcriptome Atlas
liferative diabetische Retinopathie, PVR proliferative Vitreoretinopathie, RNA-Seq RNA-Sequenzierung, RPE retinales Pigmentepithel, scRNA-Seq „single-cell RNA-Seq“, TMW Trabekelmaschenwerk, UCSC University
AMD altersabhängige Makuladegeneration, BH Bindehaut, CNV chorioidale Neovaskularisation, FFPE Formalin-fixiert und Paraffin-eingebettet, ILM Membrana limitans interna, nAMD neovaskuläre AMD, PDR pro-
Komparative Analyse meint, dass alle Proben in ein gemeinsames bioinformatisches Modell eingeschlossen wurden, um so eine Normalisierung und damit Vergleichbarkeit der Expression zwischen verschiedenen
Human Eye Transcriptome
Single Cell Portal
Methodisch homogen, fasst folgende Qualitätskriterien zusammen: Bestätigung der histologischen Diagnose durch erfahrene Ophthalmopathologen, Verwendung des identischen Sequenzierungsprotokolls zur
Der von unserer Arbeitsgruppe entwi-
Die Plattformen Spectacle (http:// ckelte Human Eye Transcriptome At-
singlecell-eye.com), UCSC Cell Brow- las (https://www.eye-transcriptome.com,
ser (https://cells.ucsc.edu/?bp=eye) und [33]) bietet unter den aktuell verfügbaren
Single Cell Portal (https://singlecell. Datenbanken die größte Anzahl an ver-
Atlas
broadinstitute.org) ermöglichen die Ex- schiedenen okulären Gewebearten und
[33]
ploration von umfangreichen Einzelzell- enthält die meisten erkrankten okulären
RNA-Sequenzierungsdaten von humanem Entitäten – darunter Bindehautmelano-
Ocular Tissue Database
Netzhaut-, Aderhaut-/RPE-, Kornea-, Iris-, me, Bindehautplattenepithelkarzinome,
Trabekelmaschenwerk- und Skleragewe- Bindehautpapillome, Pterygien sowie
be und enthalten zudem auch erkranktes epiretinale Gliose, chorioidale Neovas-
Gewebe von Patienten mit Autoimmunre- kularisationsmembranen von Patienten
tinopathie oder neovaskulärer AMD [29]. mit neovaskulärer AMD, retinale Neovas-
Der Anwender kann ohne bioinforma- kularisationsmembranen von Patienten
[30]
tisches Hintergrundwissen analysieren, mit proliferativer diabetischer Retinopa-
welche Zelltypen ein bestimmtes Gen thie und Membranen von Patienten mit
Broad Institute Eye in a Disk
exprimieren, welche Subpopulationen in- proliferativer Vitreoretinopathie (epi- und
nerhalb eines Zelltyps vorliegen und kann subretinal) (. Abb. 2). Mit insgesamt 139
zudem zelltypspezifische Markergene ex- Transkriptomdatensätzen gehört der Hu-
[26]
plorieren. Alle 3 Datenbanken basieren man Eye Transcriptome Atlas neben Eye
auf postmortalem Gewebe, sodass zu- in a Disk zu den beiden größten Datenban-
vor genannte Limitationen berücksichtigt ken. Der Human Eye Transcriptome Atlas
Single Cell
werden müssen. ist darüber hinaus die einzige Datenbank,
Portal
die operativ entnommene Gewebepro-
–
Eye in a Disk ben enthält, die unmittelbar nach der
chirurgischen Entfernung entweder in
UCSC Cell
Die Datenbank Eye in a Disk (https:// RNA-Stabilisierungslösung überführt oder
Browser
eyeIntegration.nei.nih.gov) ist mit einer in Formalin fixiert und in Paraffin einge-
[25]
Anzahl von 829 enthaltenen Proben die bettet (FFPE) wurden und anschließend
aktuell größte okuläre Transkriptomda- sequenziert wurden [2, 4]. Dieses Vorge-
tenbank [26], wobei verhältnismäßig hen bietet den Vorteil, dass der schnelle
Retina.tigem.it Spectacle
wenig verschiedene Gewebearten (Re- RNA-Abbau, der bei postmortalen Proben
[29]
tina, Aderhaut/RPE, Kornea, Linse) zur auftritt, durch die unmittelbare Fixierung
Verfügung stehen. Die Datenbank erlaubt verringert wird [1, 22]. Alle Gewebe-
als einzige einen Vergleich der okulären proben des Human Eye Transcriptome
Transkriptionsprofile mit nichtokulären Atlas wurden an derselben Institution
Geweben. Eye in a Disk ist durch postmor- entnommen, prozessiert, durch erfahre-
[19]
tales oder aus Stammzellen gewonnenes ne Ophthalmopathologen beurteilt und
Gewebe sowie durch methodische Inho- unter Anwendung desselben Sequenzie-
mogenität limitiert. rungsprotokolls sequenziert. Dies sichert
einen hohen Qualitätsstandard der Pro-
Express
Ocular Tissue Database ben und reduziert zudem die technische
[5]
Variabilität der Sequenzierung.
Minimierung der technischen Variabilität
Die Ocular Tissue Database (https://
genome.uiowa.edu/otdb) stellt die Tran- Fazit
skriptionsprofile einer mit 10 Entitäten
iSyTE 2.0
verhältnismäßig großen Auswahl an ver- Transkriptomdatenbanken wie der Can-
schiedenen gesunden humanen okulären cer Genome Atlas [6] enthalten bisher
[12]
Tab. 1 (Fortsetzung)
of California, Santa Cruz
Gewebearten zur Verfügung [30]. Die kaum Augengewebe und erfordern für
Proben zu erreichen
Datenbank enthält jedoch keine erkrank- die Analyse der Sequenzierungsrohda-
ten okulären Entitäten und ist zudem ten spezielle bioinformatische Kenntnisse.
Datenbank
Publikation
durch die Microarray-Technologie und Deshalb sind spezialisierte Datenbanken
durch postmortal entnommenes Gewebe mit unterschiedlichem Anwendungsfokus
limitiert. entstanden, die Transkriptionsprofile oku-
b
a
Der Ophthalmologe 5Übersichten
Abb. 2 9 Exploration der
Genexpression in okulären
Geweben am Beispiel des
Human Eye Transcripto-
me Atlas (a). Neben der
Analyse gewebespezifi-
scher Faktoren, wie am Bei-
spiel von MIA (melanoma
inhibitory activity) für das
Bindehautmelanom ge-
zeigt (b), kann der Anwen-
der ohne bioinformatische
Kenntnisse die Expression
a b jedes Gens in 20 verschie-
denen gesunden und er-
krankten Augengeweben
visualisieren (c). Gewebe
können durch Auswahl von
Kategorien (z. B. alle Ge-
webe des vorderen oder
hinteren Augenabschnitts
oder alle gesunden oder
erkrankten Gewebe) oder
manuell angezeigt wer-
den. Durch Anklicken des
„Download CSV“-Buttons
unterhalb des Plots können
die dargestellten Expressi-
onswerte heruntergeladen
werden. Zudem können die
Sequenzierungsrohdaten
über den Reiter Datasets
heruntergeladen werden.
Um weitere Informationen
über das jeweilige Gen zu
erhalten, kann der Benut-
zer auf den Titel des Plots
klicken, der auf die ent-
sprechende Seite des Gens
in der GeneCards-Daten-
bank verweist. Der Human
Eye Transcriptome Atlas
ist über folgenden Link er-
c
reichbar: https://www.eye-
transcriptome.com
lärer Gewebe bereitstellen und gleichzeitig hohen Qualitätsstandard aus, der durch Korrespondenzadresse
eine intuitive Datenanalyse ermöglichen. methodische Homogenität erreicht wird. Julian Wolf
Unter den in dieser Arbeit zusammenge- Okuläre Transkriptomdatenbanken bieten Klinik für Augenheilkunde, Universitätsklinikum
fassten Datenbanken erlauben Spectacle, einen umfassenden und intuitiven Einblick Freiburg, Medizinische Fakultät, Universität
der UCSC Cell Browser und das Single Cell in die Transkriptionsprofile verschiedener Freiburg
Freiburg, Deutschland
Portal des Broad Instituts eine intuitive Augengewebe und -erkrankungen und
julian.wolf@uniklinik-freiburg.de
Exploration von Einzelzell-RNA-Sequen- ermöglichen somit eine unkomplizierte
zierungsdaten von Netzhaut-, Aderhaut-, Hypothesenüberprüfung auf der Suche Clemens Lange
Kornea-, Iris-, Trabekelmaschenwerk- und nach neuen diagnostischen und thera- Ophtha-Lab, Department of Ophthalmology,
Skleragewebe. Der Human Eye Trans- peutischen Zielen. St. Franziskus Hospital, Muenster
Muenster, Deutschland
criptome Atlas bietet die größte Anzahl
clemens.lange@augen-franziskus.de
an verschiedenen Augengewebearten,
enthält die meisten erkrankten okulären
Entitäten und zeichnet sich durch einen
6 Der OphthalmologeAbstract
Funding. Open Access funding enabled and organi-
zed by Projekt DEAL.
Web-based gene expression analysis—paving the way to decode
healthy and diseased ocular tissue
Einhaltung ethischer Richtlinien Background: Gene expression analysis using RNA sequencing has helped to improve
the understanding of many diseases. Databases, such as the Gene Expression Omnibus
Interessenkonflikt. J. Wolf, T. Lapp, T. Reinhard, database of the National Center for Biotechnology Information provide RNA
H. Agostini, G. Schlunck und C. Lange geben an, dass
kein Interessenkonflikt besteht. Alle Autoren sind am sequencing raw data from various diseased tissue types but their analysis requires
„Human Eye Transcriptome Atlas“ beteiligt, der advanced bioinformatics skills. Therefore, specific ocular databases provide the
ohne kommerzielle Beeinflussung und Interessen transcriptional profiles of different ocular tissues and in addition enable intuitive web-
selbstfinanziert veröffentlicht wurde. based data analysis.
Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Objective: The aim of this narrative review is to provide an overview of ocular
Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. transcriptome databases and to compare them with the Human Eye Transcriptome
Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort Atlas newly established in Freiburg.
angegebenen ethischen Richtlinien.
Methods: PubMed literature search.
Open Access. Dieser Artikel wird unter der Creative Results: A total of nine ocular transcriptome databases focusing on different aspects
Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz were identified. The iSyTE and Express platforms specialize in gene expression during
veröffentlicht, welche die Nutzung, Vervielfältigung, lens and retinal development in mice, whereas retina.tigem.it, Eye in a Disk, and
Bearbeitung, Verbreitung und Wiedergabe in jegli-
chem Medium und Format erlaubt, sofern Sie den/die
Spectacle focus on selected ocular tissues such as the retina. Spectacle, UCSC Cell
ursprünglichen Autor(en) und die Quelle ordnungsge- Browser and Single Cell Portal allow intuitive exploration of single cell RNA sequencing
mäß nennen, einen Link zur Creative Commons Lizenz data derived from retinal, choroid, cornea, iris, trabecular meshwork and sclera
beifügen und angeben, ob Änderungen vorgenom- specimens. The microarray profiles of a variety of healthy ocular tissues are included
men wurden.
in the Ocular Tissue Database. The Human Eye Transcriptome Atlas provides the
Die in diesem Artikel enthaltenen Bilder und sonstiges largest collection of different ocular tissue types, contains the highest number of ocular
Drittmaterial unterliegen ebenfalls der genannten diseases and is characterized by a high level of quality achieved by methodological
Creative Commons Lizenz, sofern sich aus der Abbil- consistency.
dungslegende nichts anderes ergibt. Sofern das be-
treffende Material nicht unter der genannten Creative Conclusion: Ocular transcriptome databases provide comprehensive and intuitive
Commons Lizenz steht und die betreffende Handlung insights into the transcriptional profiles of a variety of healthy and diseased ocular
nicht nach gesetzlichen Vorschriften erlaubt ist, ist für tissues. Thus, they improve our understanding of the underlying molecular mediators,
die oben aufgeführten Weiterverwendungen des Ma- support hypothesis generation and help in the search for new diagnostic and
terials die Einwilligung des jeweiligen Rechteinhabers
einzuholen. therapeutic targets for various ocular diseases.
Weitere Details zur Lizenz entnehmen Sie bitte der Keywords
Lizenzinformation auf http://creativecommons.org/ Transcriptome · RNA-Seq · Database · Eye · Biomarker
licenses/by/4.0/deed.de.
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