亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        成人重癥哮喘誘導(dǎo)痰差異表達(dá)基因生物信息學(xué)分析

        2021-12-13 07:01:28陳曉文李中鵬李章紊
        醫(yī)學(xué)研究雜志 2021年11期
        關(guān)鍵詞:細(xì)胞因子哮喘重癥

        陳曉文 李中鵬 王 芳 李章紊 吳 健

        支氣管哮喘是全球范圍內(nèi)最常見(jiàn)的慢性呼吸道疾病之一,根據(jù)Th2 細(xì)胞因子是否參與其病理生理發(fā)展可將哮喘分為2 型和非2 型[1]。全球哮喘患者達(dá)3.58億,患病率較1990年增加了12.6%[2]。王辰院士團(tuán)隊(duì)于2019年在《Lancet》雜志上發(fā)表了中國(guó)哮喘流行病學(xué)研究結(jié)果,中國(guó)哮喘病人總數(shù)約有4570萬(wàn),20歲及以上人群的哮喘患病率為4.2%,其中重度哮喘占5.99%,提示我國(guó)哮喘防控形勢(shì)嚴(yán)峻[3]。

        持續(xù)24h仍不緩解的哮喘稱(chēng)為哮喘持續(xù)狀態(tài)或重癥哮喘。重癥哮喘的臨床表現(xiàn)為發(fā)作性呼氣性呼吸困難,雙肺哮鳴音的呼吸系統(tǒng)急癥。重癥哮喘患者癥狀不受控制、經(jīng)常惡化,伴隨著肺功能的下降,嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量,甚至危及生命[4, 5]。近年來(lái)針對(duì)其發(fā)病機(jī)制的研究,使阻斷多個(gè)分子靶點(diǎn)的生物制劑出現(xiàn)成為可能,如與免疫球蛋白E(IgE)、白介素(IL)-4、IL-5和IL-13等2型炎癥生物學(xué)標(biāo)志物升高相關(guān)的2型哮喘。然而,2型炎癥僅能解釋約半數(shù)重癥哮喘發(fā)病機(jī)制,而關(guān)于非2 型哮喘的研究較少[6]。

        誘導(dǎo)痰細(xì)胞學(xué)是確定哮喘炎癥表型的金標(biāo)準(zhǔn),常用于評(píng)估氣道炎癥[7]。隨著組學(xué)研究的興起,利用誘導(dǎo)痰尋找重癥哮喘新生物學(xué)標(biāo)志物的方法取得了突破[8]。篩選新的靶點(diǎn),有可能作為重癥哮喘患者治療新靶標(biāo)。本研究對(duì)正常人與重癥哮喘患者誘導(dǎo)痰基因芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,旨在鑒定候選的重癥哮喘疾病進(jìn)展中誘導(dǎo)痰顯著差異表達(dá)的關(guān)鍵基因。

        材料與方法

        1.數(shù)據(jù)集篩選:NCBI的GEO數(shù)據(jù)庫(kù)(Gene Expression Omnibus,GEO)是一個(gè)公共功能基因組數(shù)據(jù)庫(kù),創(chuàng)建于2000年,收錄全世界各國(guó)研究機(jī)構(gòu)提交的高通量基因表達(dá)數(shù)據(jù)。本研究從GEO(Affymetrix GPL13158平臺(tái),Affymetrix Human Genome U133 Plus 2.0 Array)下載基因表達(dá)數(shù)據(jù)集(GSE137268),數(shù)據(jù)集中包含33例重癥哮喘誘導(dǎo)痰樣本(嗜酸性粒細(xì)胞哮喘13例,非嗜酸性哮喘20例)和15例正常對(duì)照誘導(dǎo)痰樣本。

        2.獲取差異基因:使用Benjamini&Hochberg方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并用R語(yǔ)言軟件作火山圖。矯正后P<0.05同時(shí)log2(差異倍數(shù))≥0.58認(rèn)為上調(diào)基因表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;矯正后P<0.05同時(shí)log2(差異倍數(shù))≤-0.58認(rèn)為下調(diào)基因表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[9]。

        3.蛋白互作網(wǎng)絡(luò)圖構(gòu)建:使用String數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建蛋白互作網(wǎng)絡(luò),String數(shù)據(jù)庫(kù)可用于了解已知的蛋白相互作用,這些數(shù)據(jù)來(lái)源于其他已經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)庫(kù)或?qū)嶒?yàn)室原始數(shù)據(jù),也可用于預(yù)測(cè)蛋白相互作用。使用Cytoscape進(jìn)一步處理數(shù)據(jù),并使用MCODE確定蛋白互作網(wǎng)絡(luò)中最重要的模塊。選擇的標(biāo)準(zhǔn)為:MCODE評(píng)分>5分,度截止=2分,結(jié)點(diǎn)得分截止=0.2分,最大深度=100分,K-Score=2分[10]。

        4.差異基因富集分析:《京都基因與基因組百科全書(shū)》(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG),是一個(gè)用于從高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)產(chǎn)生的大規(guī)模分子數(shù)據(jù)集中了解高級(jí)功能和生物系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源庫(kù)。GO是用來(lái)注釋基因和分析基因生物學(xué)過(guò)程的主要生物信息學(xué)工具[11]。為了分析差異基因的功能,使用R軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與可視化,R語(yǔ)言軟件包ClusterProfiler用于富集分析[12]。

        結(jié) 果

        1.差異表達(dá)基因篩選:GSE137268數(shù)據(jù)集檢測(cè)到22185個(gè)基因,其中顯著上調(diào)(矯正后P<0.05及l(fā)og2(差異倍數(shù))≥0.58)70個(gè);顯著下調(diào)(矯正后P<0.05及l(fā)og2(差異倍數(shù))≤-0.58)31個(gè)。前10位顯著上調(diào)和下調(diào)基因詳見(jiàn)表1。圖1顯示了差異表達(dá)基因的分布情況。

        表1 前10位顯著上調(diào)和下調(diào)基因

        圖1 差異表達(dá)基因火山圖log2(差異倍數(shù)).對(duì)差異表達(dá)倍數(shù)值取log2,橫坐標(biāo)的絕對(duì)值越大,表明基因表達(dá)量在兩個(gè)樣本間的倍數(shù)差異越大;-lg(P).對(duì)P值取-lg,縱坐標(biāo)值越大,表明差異基因的表達(dá)越顯著。上調(diào)基因用紅色點(diǎn)表示;下調(diào)基因用綠色點(diǎn)表示;非顯著差異的基因用灰色點(diǎn)表示

        2.蛋白互作網(wǎng)絡(luò)圖構(gòu)建:差異表達(dá)基因的蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)包含40個(gè)節(jié)點(diǎn)和52個(gè)邊,詳見(jiàn)圖2A。通過(guò)Cytoscape下的 MCODE插件,篩出一個(gè)最顯著的模塊,共5個(gè)節(jié)點(diǎn),包含jumonji富含at結(jié)合結(jié)構(gòu)域2(jumonjiandat-rich interaction domain containing 2,JARID2)、組蛋白2簇h2ac (recombinant histone cluster 2,HIST2H2AC)、組蛋白2簇h2aa3(recombinant histone cluster 2, h2aa3,HIST2H2AA3)、組蛋白2簇h2be(recombinant histone cluster 2, h2be,HIST2H2BE)、多同源性蛋白2(polyhomeotichomolog 2,PHC2),詳見(jiàn)圖2。

        圖2 差異表達(dá)基因的蛋白互作網(wǎng)絡(luò)圖及關(guān)鍵模塊A.差異表達(dá)基因蛋白互作網(wǎng)絡(luò);B.差異表達(dá)基因關(guān)鍵模塊

        3.差異基因富集分析:在滿(mǎn)足矯正后P<0.05 且Q<0.2條件下,重癥哮喘組和健康對(duì)照組主要差異蛋白富集于激活T細(xì)胞和調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫應(yīng)答等生物進(jìn)程;肌動(dòng)蛋白結(jié)合、裂解酶、碳-碳裂解酶、細(xì)胞因子受體活性以及CARD蛋白結(jié)構(gòu)域等分子功能;中性粒細(xì)胞顆粒、Ficolins以及3級(jí)顆粒等細(xì)胞組成,詳見(jiàn)圖3。

        圖3 GO富集分析A.生物進(jìn)程;B.分子功能;C.細(xì)胞組成

        4.KEGG富集分析:KEGG是一個(gè)整合了基因組、化學(xué)和系統(tǒng)功能信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。具有把從已經(jīng)完整測(cè)序的基因組中得到的基因目錄與更高級(jí)別的細(xì)胞、物種和生態(tài)系統(tǒng)水平的系統(tǒng)功能關(guān)聯(lián)起來(lái)的功能。重癥哮喘組和健康對(duì)照組誘導(dǎo)痰差異上調(diào)蛋白IL3RA/IL1R2/CXCR4/TNFSF14/IL18R1參與了細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用;ALDOC/HK3/TFRC參與了HIF-1信號(hào)通路; CXCR4/TNFSF14/IL18R1同時(shí)參與了病毒與細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用; IL3RA/TFRC/IL1R2同時(shí)參與了造血細(xì)胞系統(tǒng);而ALDOC/HK3同時(shí)參與了果糖與甘露糖代謝,詳見(jiàn)圖4。

        圖4 KEGG富集分析結(jié)果根據(jù)矯正后的P繪制氣泡圖以展現(xiàn)差異蛋白顯著富集的KEGG通路??v坐標(biāo)為KEGG 通路,橫坐標(biāo)數(shù)值為經(jīng)校驗(yàn)后的P經(jīng)過(guò)lg負(fù)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后的值

        討 論

        誘導(dǎo)痰技術(shù)應(yīng)用始于1958年,痰中豐富的細(xì)胞、蛋白質(zhì)和微生物成分可作為疾病嚴(yán)重性、急性發(fā)作、病情進(jìn)展及治療療效評(píng)價(jià)的標(biāo)志物。誘導(dǎo)痰技術(shù)作為哮喘實(shí)驗(yàn)室檢查的一種手段,因其無(wú)創(chuàng)性、安全性、可靠性及可重復(fù)性,在哮喘的診斷及表型確定中受到重視[13]。近年來(lái),基因芯片技術(shù)廣泛用于揭示疾病發(fā)生、發(fā)展中遺傳改變。對(duì)哮喘誘導(dǎo)痰基因芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,有助于發(fā)掘治療哮喘的靶基因。

        利用GEO2R對(duì)GSE137268基因芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,獲得重癥哮喘與正常人氣誘導(dǎo)痰差異表達(dá)101個(gè)基因,其中70個(gè)上調(diào)基因,31個(gè)下調(diào)基因。通過(guò)蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò),篩選出5個(gè)關(guān)鍵基因,包括JARID、HIST2H2AC、HIST2H2AA3、HIST2H2BE和PHC2。JARID2位于染色體6p22.3上,是組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物的調(diào)節(jié)因子,在哮喘發(fā)生、發(fā)展中的作用未知[14]。HIST2H2AC、HIST2H2AA3和HIST2H2BE是核小體的核心成分。核小體將DNA包裹并壓縮成染色質(zhì),限制了DNA進(jìn)入需要DNA作為模板的細(xì)胞機(jī)制。它們?cè)谵D(zhuǎn)錄調(diào)控、DNA修復(fù)、DNA復(fù)制和染色體穩(wěn)定性中起著重要作用,可調(diào)節(jié)細(xì)胞因子產(chǎn)生及在哮喘發(fā)病、嚴(yán)重程度[15]。PHC2是造血干細(xì)胞的重要調(diào)節(jié)因子,哮喘患者造血干細(xì)胞動(dòng)員的具體機(jī)制目前仍不明確[16]。

        富集分析提示T細(xì)胞參與的免疫應(yīng)答在重癥哮喘患者疾病發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。Th2亢進(jìn)被認(rèn)為是哮喘慢性氣道炎癥、氣道高反應(yīng)性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[17, 18]。αβT分為CD4+αβT細(xì)胞和CD8+αβT兩種,主要在淋巴結(jié)之間巡邏、監(jiān)視,一旦受刺激被抗原遞呈細(xì)胞活化,前者可快速分化為效應(yīng)或調(diào)節(jié)T細(xì)胞,后者可分化為細(xì)胞毒性T和記憶T細(xì)胞。大部分過(guò)敏性哮喘氣道炎癥表現(xiàn)是由Th2型細(xì)胞因子調(diào)控的嗜酸粒細(xì)胞所介導(dǎo)的,本研究納入20例非嗜酸性粒細(xì)胞哮喘,其免疫機(jī)制有待進(jìn)一步深入研究。Ficolins是一種可溶分子,可與微生物表面上存在的碳水化合物相結(jié)合,且在凝集素補(bǔ)體激活途徑中充當(dāng)識(shí)別分子,在哮喘發(fā)生、發(fā)展中機(jī)制未明。

        KEGG信號(hào)通路分析結(jié)果可以看到重癥哮喘組與健康對(duì)照組誘導(dǎo)痰基因表達(dá)存在差異。細(xì)胞因子是可溶性的細(xì)胞外蛋白或糖蛋白,哮喘疾病的發(fā)生、發(fā)展中多種細(xì)胞因子相互作用。細(xì)胞因子充當(dāng)細(xì)胞間重要的調(diào)節(jié)因子和動(dòng)員因子,參與先天性和適應(yīng)性免疫。在宿主防御、細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、死亡、血管生成以及發(fā)育和修復(fù)過(guò)程。缺氧誘導(dǎo)因子-1α是炎癥的主要調(diào)節(jié)者,研究觀察到在哮喘的肺泡巨噬細(xì)胞和肺實(shí)質(zhì)中上調(diào),可能驅(qū)動(dòng)特定的哮喘表型[19]。研究顯示,美國(guó)兒童哮喘患病率(1980~1995年)不明原因的翻倍、持續(xù)攀升直至2013年的穩(wěn)定,可能與食品供應(yīng)中高果糖玉米糖漿的擴(kuò)散有關(guān)[20]。據(jù)估計(jì),約30%~40%的成人哮喘發(fā)作與呼吸道病毒感染有關(guān)。大多數(shù)哮喘相關(guān)病毒包括呼吸道合胞病毒、鼻病毒和副流感病毒[21]。

        綜上所述,通過(guò)生信分析篩選出的重癥哮喘誘導(dǎo)痰差異表達(dá)基因,部分在支氣管哮喘方面已有多項(xiàng)研究,但有些還有待于進(jìn)一步探索,如PHC2與造血細(xì)胞系統(tǒng),以及補(bǔ)體系統(tǒng)重癥哮喘發(fā)生、發(fā)展中的作用。本實(shí)驗(yàn)利用生物信息學(xué)分析工具可預(yù)測(cè)哮喘誘導(dǎo)痰差異表達(dá)關(guān)鍵基因及通路,為哮喘的診治提供潛在的治療目標(biāo)。

        猜你喜歡
        細(xì)胞因子哮喘重癥
        了解并遠(yuǎn)離支氣管哮喘
        上海此輪疫情為何重癥少
        如何治療難治性哮喘(下)
        中老年保健(2021年6期)2021-08-24 06:53:48
        抗GD2抗體聯(lián)合細(xì)胞因子在高危NB治療中的研究進(jìn)展
        舌重癥多形性紅斑1例報(bào)道
        急性心肌梗死病人細(xì)胞因子表達(dá)及臨床意義
        細(xì)胞因子在慢性腎缺血與腎小管-間質(zhì)纖維化過(guò)程中的作用
        中西醫(yī)結(jié)合治療重癥急性胰腺炎40例
        中西醫(yī)結(jié)合治療重癥急性胰腺炎21例
        中西醫(yī)結(jié)合治療妊娠期哮喘32例
        蜜桃在线观看免费高清| 亚洲中文字幕无码久久2020| 五月天婷婷综合网| 在线观看国产精品自拍| 男性av天堂一区二区| 日本成本人片免费网站| 亚洲成人小说| 无码啪啪熟妇人妻区| 国产一区二区三区亚洲| 久久伊人少妇熟女大香线蕉| 国内精品无码一区二区三区| 国产av无码专区亚洲草草| 青青草免费在线视频久草| 中文字幕日韩欧美一区二区三区| 国产精品无码不卡一区二区三区| 久久99精品这里精品动漫6| 青青青爽在线视频免费播放| 免费欧洲毛片a级视频老妇女| 真人二十三式性视频(动) | 熟女人妇交换俱乐部| 久久久AV无码精品免费| 国产精品自产拍av在线| 亚洲开心婷婷中文字幕| 99精品国产综合久久久久五月天| 亚洲一区二区久久青草| 午夜桃色视频在线观看| 国产乱妇无码大片在线观看 | 插我一区二区在线观看| 亚洲欧美日韩高清专区一区 | 国产精品主播视频| 成人av在线免费播放| 亚洲狠狠婷婷综合久久久久| 日韩乱码人妻无码中文字幕视频| 九九久久精品大片| 亚洲国产av一区二区三区| 丰满爆乳在线播放| 国产成人亚洲综合无码精品| 国产三级视频在线观看国产| 乱老年女人伦免费视频| 国产av无码专区亚洲av手机麻豆| 久久婷婷国产五月综合色|