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基因表达差异被发现在IPF患者的循环与健康对照组,其中五个是表示在进步的浓度更高与稳定的IPF,提供洞察潜在疾病发病机理https://bit.ly/3bakHCL
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特发性肺纤维化(IPF)是一种慢性疾病的特点是进步的肺功能下降。下降的速度各不相同,有些患者长期保持稳定的时间和其他人迅速发展(1]。变量的这种疾病很难阐明致病通路参与了IPF的发生和发展。高通量基因表达分析的进步导致改善我们对疾病的理解生物学和预后基因签名。我们假设,IPF有独特的循环转录概况与健康对照组相比,额外的稳定和进步的疾病之间的差异可能与疾病发病机理。
自愿的病人的研究对象包括从澳大利亚IPF注册临床生理/ radiographical发现与IPF诊断一致。所有的工作都是由皇家珀斯医院伦理委员会批准(HREC / 2011 - 138),和悉尼当地卫生网络(HREC / 15 / RPAH / 28)。基线用力肺活量(FVC)和传播能力cabon一氧化碳(DLCO)评估±6个月时间的血液采集,和纵向FVC和DLCO轨迹确定±6 - 12个月从基线肺功能使用线性回归模型。FVC≥10%和/或下降DLCO6 - 12个月内≥15%的基线被用来定义进步IPF。没有患者anti-fibrotic药物在血液采集。
最初的10位病人从每组血浆分离和RNA提取。表达了超过135 000成绩单是由微阵列分析(人类Clariom D;ThermoFisher科学)和表达谱比较稳定和进步之间IPF样本。最高与最低目标双重的区别这两个IPF组识别和液滴数字PCR (ddPCR;BioRad)被用来验证表达式差异和比较绝对表达式之间的测量一个独立队列稳定的(n = 33)和进步(n = 24) IPF患者和无病健康对照组(n = 15)。与其他方法相比,ddPCR提供绝对、客观量化的mRNA转录与精度高。这是基于分区成成千上万的样品均匀nanolitre-sized滴,接受端点PCR,模板浓度是决定使用泊松统计分析的比率正(包含放大目标)负(没有可检测放大目标)液滴检测。
五个独立formalin-fixed石蜡包埋IPF (FFPE),四个健康的肺控制FFPE标本,IPF和正常成纤维细胞线以及五COPD等离子体作为一种疾病对照组样品,都是分析确认中发现基因的表达IPF患者循环。呼吸腺癌细胞系A549作为一个积极的控制基因表达分析和测定的质量控制。假定值相对基因表达水平的每个记录检测到的微阵列和ddPCR使用单向方差分析调整生成多个比较(克鲁斯卡尔-沃利斯和邓恩的多个对比测试)或Mann-Whitney测试。基因表达水平的预测性能检查使用Cox比例风险回归分析调整了年龄、FVC基线,性别和差距(性别、年龄和FVC /阶段DLCO)。全球国际米兰和组内变异的数据是由执行主成分分析(PCA)。24日进行SPSS统计分析版本。
均值±sd年龄是71±7年IPF稳定组(n = 33;21岁男性);65±10年IPF进步组(n = 24;15个男性);和62±10年健康对照组(n = 15;八个男性)。肺功能在基线组FVC 79±26%预测和稳定DLCO49±15%的预测,与FVC 78±18%的预测DLCO43±13%预测在进步。有15从未吸烟者(稳定12;进步三个),38人(稳定19;进步19),三个吸烟者(稳定两个;进步的一个)和一个未知。
从750年共有135个转录分析微阵列,127个基因表达有差异之间的稳定和进步的IPF患者。微阵列数据进一步筛选,最丰富的8个记录超过两倍的基因表达差异IPF组选择验证。
验证ddPCR证实7的8个记录(TAF2,NT5C2,JAK1,TAOK1,TRAM1,rp11 - 726 g23.6和MIR6841)是IPF和健康对照组之间差异表达,其中五个成绩单(TAF2,NT5C2,JAK1,TRAM1和rp11 - 726 g23.6)观察到更高的浓度在进步与稳定的IPF样本(图1一个),有力的证据TAF2(p = 0.0413)。ddPCR验证还证实在IPF肺组织高表达的七个成绩单和IPF相对健康的肺组织成纤维细胞和成纤维细胞来源于正常对照组。Immunolocalisation进行免疫组织化学染色的五IPF肺FFPE样本特征显著表达TAF2。强TAF2表达式在支气管上皮细胞的细胞质,肺泡上皮细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞在IPF组织(图1 b相对于健康的肺()图1 c)。TAF2表达式是增加死亡率的预测多变量Cox回归(p < 0.05)。主成分分析显示,TAF2和rp11 - 726 g23.6表达了积极的预测与IPF的关系进展状态(p = 0.036)。
本研究旨在探讨循环转录组的稳定与进步的IPF。基因表达的分析确定了七个成绩单的等离子体(IPF肺组织)证实,在IPF与健康对照组相比,差异表达的趋势增加这些记录进步的循环水平与IPF稳定。具体来说,表达TAF2明显高于在进步吗与IPF稳定,这可能代表一个标记的疾病进展的说明。有趣的是,基因表达分析循环队列的COPD患者显示表达显著增加,但相对于健康对照组MIR6841,证据的强度更温和的(p = 0.055),进一步说明这些基因的可能相关性慢性fibrosing和改造肺病设置。
TAF2(着重结合蛋白相关的因子2)编码中的一个重要组成部分核心转录为RNA聚合酶II机械。TAF蛋白质调节分化和增殖,IPF发病的重要因素[2]。有趣的是,肺人类蛋白质图谱的数据组织基因表达谱数据集已报告的表达TAF2主要在pneumocytes和内皮细胞,占50 - 75%的表达相对于肺中所有细胞类型(3]。
NT5C2(5′核苷酸酶Cytosolic-II)编码的水解酶是一个重要的角色在细胞嘌呤代谢和细胞生存4]。RNAseq研究N性质等。(5报道的高表达NT5C2相对于健康对照组基因IPF的肺部组织。其功能在维护细胞内核苷酸池内稳态被描述在神经疾病和白血病,并需要进一步的调查在IPF (6]。
JAK1(Janus激酶1),是一种酪氨酸激酶蛋白参与多个信号转导通路的激活参与分化、增殖、存活和迁移。STAT3代理下游JAK1纤维母细胞表型的关键调节器(7]。
TAOK1(千和一个氨基酸蛋白质激酶1)编码一种蛋白质激酶参与压力激发了MAPK通路,调节DNA损伤反应和细胞凋亡8,9]。MAPK信号级联是调节细胞在纤维发生过程,如epithelial-mesenchymal过渡。虽然TAOK1从未被描述在IPF,据报道加剧肝纤维化通过α-smooth肌肉肌动蛋白的过度表达(10]。
TRAM1(易位相关膜蛋白1),编码一个蛋白质组成成分的哺乳动物的内质网(ER),促进蛋白质在膜的易位。TRAM1调节ER应激条件下,可能在IPF(相关11,12]。
rp11 - 726 g23.6和MIR6841非编码基因,已经失去了其编码蛋白质的能力。MIR6841具体是一种非编码微rna (microRNA)可能参与转录后调控基因表达的13]。虽然在IPF没有描述,MIR6841与RICTOR(RPTOR独立的同伴MTOR complex-2),一种蛋白质编码基因组成一个单元mTORC2(哺乳动物雷帕霉素靶complex-2)是已知的与肺纤维化(14]。
综上所述,上述循环基因调节IPF相对于健康对照组,有显著提高的TAF2在进步与IPF稳定。值得注意的是,这是支持RNAseq研究N性质等。(5),报告的高表达TAF2,NT5C2和TRAM1基因在IPF与健康肺组织在一个更小的组(n = 8 IPF患者与n = 7健康对照组)和未定义的疾病进展状态。
另一个相关研究探索循环RNA的预测结果在IPF使用微阵列52-gene表达式。Herazo-Mayaet al。(15]显示结果的显著改善预测精度时52-gene风险配置文件添加到病人的差距指数。与我们的研究不同的是,他们的测量结果包括transplant-free生存和死亡,使用汇集数据有关年龄、性别、FVC % pred及免疫抑制治疗,而不是绝对百分比跌幅在肺功能测试中,根据我们的研究。此外,他们的研究为基础的基因风险概况52-gene签名在RNA分离外周血单核细胞,而我们的研究只探讨基因的自由流通。这可能是一个可能的解释为什么不研究确定重叠基因。我们研究的另一个优点是包含第二个慢性肺疾病,慢性阻塞性肺病,有趣的是显示同样水平的提高这些循环的基因。能够描述循环生物标记可能会增加我们的理解不仅IPF的发病和进展,但潜在的其他慢性fibrosing /改造肺部疾病,如慢性阻塞性肺病。验证我们的发现在一个独立的群体需要,尽管一个统计上的显著差异在进步和稳定的IPF之间的基因表达,观察趋势,及更大的群组研究中需要确认真正的意义。大多数涉及蛋白质有可能参与IPF的致病机制,所以未来的功能性研究集中于这些生物标志物是必要的。
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确认
我们要感谢澳大利亚IPF注册中心的协调人(AIPFR)在每个州收集血液样本。肺脏基金会澳大利亚建立了澳大利亚IPF注册的慷慨支持无限制的教育拨款基金会合作伙伴罗氏产品企业。有限的,勃林格殷格翰的发言。作者感谢所有参与者和医生为注册表和经理一起,萨夏Macansh,协调人艾米·卡什莫尔、杰西卡·Bucciarelli项目主研人阿莱利和凯伦·西蒙斯Faye Janice Lim和数据管理器。我们致以感谢哈利珀金斯医学研究所使用的ddPCR机(BioRad)。最后,我们要感谢的贡献阿尔弗雷德健康和阿尔弗雷德卫生研究者玉和格伦Westall落下为这项研究提供冷冻IPF患者成纤维细胞线。
脚注
利益冲突:b Clynick没有披露。
利益冲突:阁下乔没有披露。
利益冲突:T.J.科尔特大学没有披露。
利益冲突:I.N. Glaspole没有披露。
利益冲突:c . Grainge没有披露。
利益冲突:P.M.A.霍普金斯没有披露。
利益冲突:期票雷诺兹没有披露。
利益冲突:美国查普曼没有披露。
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利益冲突:c . Zappala没有披露。
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利益冲突:美国艾利斯没有透露。
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利益冲突:m·瑞恩没有披露。
利益冲突:D.B.A. Tan没有披露。
利益冲突:Y.P. Moodley没有披露。
支持声明:这项工作是由一个单位授予的国家健康医学研究理事会(APP1066128 APP114776)和肺纤维化的卓越研究中心(CRE-PF),澳大利亚(应用1099575;2017 - 2021)。资金信息,本文已沉积的Crossref资助者注册表。
- 收到了2019年10月22日。
- 接受2020年4月8日。
- 版权©2020人队