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研究目的:季节性过敏性鼻炎(seasonal allergic rhinitis,SAR)是一种常见的上呼吸道Ⅱ型炎症性疾病,其发病机制尚不完全清楚。CD4+T细胞在过敏性疾病的发病过程中发挥重要作用。我们旨在通过生物信息学方法,挖掘SAR外周血循环中CD4+T细胞的基因测序数据,筛查差异表达基因,并进行生物学功能分析,以此为基础,探索CD4+T细胞参与AR发病的机制,并预测相关的miRNA和circRNA。研究方法:以“seasonal allergic rhinitis”为关键词自GEO数据库筛选过敏性鼻炎的转录组芯片和基因测序数据,并选取GSE50223数据集。使用此数据集中的内容包括:在非花粉季节收集了 21例未经治疗的SAR患者(P)和21例健康对照(H)的外周血单核细胞(Peripheral blood mononuclear cell,PBMC),分别使用过敏原(PA及HA)和稀释剂(PD及HD)在体外培养中刺激7天,并将刺激前后的、纯化的CD4+T细胞进行转录组测序。利用R软件的limma包筛选差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs),通过R软件的聚类分析包进行GO(Gene Ontology)富集和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路分析,利用 STRING 构建 PPI(Protein-protein interactions)网络分析。使用 Targetscan Human 7.1 筛选DEGs的靶向miRNAs。使用Cytoscape软件进行模块筛选以及miRNAs-DEGs网络的合并。最后,使用circBank预测miRNAs的上游circRNAs,并通过一个详细的筛选系统筛选circRNA靶点。研究结果:经过敏原刺激后,在SAR患者和对照组之间共筛选出了 211个差异表达基因。其中,上调最显著的基因为CD14,其logFC的值最大(logFC=2.14,P<0.0001);下调最显著的基因为IL17RB,其logFC最小(logFC=-2.43,P<0.0001)。GO分析显示,HA和PA之间的DEGs显著富集在免疫反应、免疫系统过程、髓系白细胞活化、白细胞活化和中性粒细胞脱颗粒等过程中。KEGG分析显示,HA与PA的DEGs与细胞因子与细胞因子受体相互作用、IL-17信号通路、Toll样受体信号通路等通路相关。对SAR患者和对照组间的211个差异表达基因,使用STRING共识别出1300对PPI。使用MCODE模块分析,共筛选出了 10个显著模块。进一步使用Targetscan进行DEGs的miRNAs预测,HA vs PA间的163个上调DEGs预测出313个miRNAs,48个下调的DEGs预测出218个miRNAs,分别对应了上调的 1493 对 miRNAs-DEGs 和下调的 554 对 miRNAs-DEGs。将PPI与上调的DEGs-miRNAs和下调的DEGs-miRNAs合并,并筛选显著模块,我们得到了一个miRNA-DEGs的显著模块,其关键节点为CDK6、MMP9和hsa-miR-29b-3p。此外,我们还预测出6个相关的circRNAs,包括hsacirc0095386,hsacirc0044548、hsacirc0081146、hsacirc0057377、hsacirc0057450和 hsacirc0056444。结论:本研究筛选出季节性过敏性鼻炎外周血CD4+T细胞中核心的差异表达基因、富集的信号通路,以及潜在的miRNA和circRNA,这些基因、通路有望成为季节性过敏性鼻炎中潜在的生物标志物及靶标,但仍需要更大样本量及深入的进一步验证。本研究使我们进一步深入理解了外周血CD4+T细胞参与AR的发病机制,也给未来的研究提供了新的思路与方向。