Dadansoddiad Trawsgrifiad Cyfan I Archwilio'r Nodweddion Imiwnolegol Nam Mewn Cleifion Henoed Sy'n Ddifrifol Wael Gyda Sepsis

Haniaethol

Cefndir

Mae sepsis yn gymhlethdod aml mewn cleifion difrifol wael, mae'n heterogenaidd iawn, ac mae'n gysylltiedig â chyfraddau morbidrwydd a marwolaethau uchel, yn enwedig yn y boblogaeth oedrannus. Defnyddir dilyniannu RNA (RNA-Seq) i ddadansoddi llwybrau biolegol yn eang mewn astudiaethau genetig clinigol a moleciwlaidd, ond mae astudiaethau mewn cleifion oedrannus â sepsis yn dal i fod yn ddiffygiol. Felly, gwnaethom ymchwilio i'r nodweddion biolegol sy'n berthnasol i farwolaethau a'r nodweddion trawsgrifio mewn cleifion oedrannus a dderbyniwyd i'r uned gofal dwys (ICU) ar gyfer sepsis.

cistanche tubulosa-gwella system imiwnedd

Dulliau

Fe wnaethom gofrestru 37 o gleifion oedrannus â sepsis o'r ICU yn Ysbyty Cyffredinol Cyn-filwyr Taichung. Ar ddiwrnod 1 a diwrnod 8, casglwyd data clinigol a labordy, yn ogystal â samplau gwaed, ar gyfer dadansoddiad RNA-Seq. Fe wnaethom nodi trawsgrifiad deinamig a llwybrau cyfoethogi genynnau a fynegir yn wahaniaethol rhwng diwrnod 8 a diwrnod 1 trwy ddadansoddiad cyfoethogi DVDD a Dadansoddiad Cyfoethogi Set Genynnau. Yna, dadansoddwyd amrywiaeth y repertoire celloedd T gyda MiXCR.

Canlyniadau

Ar y cyfan, cafodd 37 o gleifion sepsis, a chafodd ymatebwyr a’r rhai nad oeddent yn ymateb eu grwpio trwy ddadansoddiad o’r prif gydrannau. Canfuwyd sgorau SOFA sylweddol uwch ar ddiwrnod 7, diwrnodau anadlu hirach, hyd arhosiad ICU, a marwolaethau mewn ysbytai yn y grŵp nad oeddent yn ymateb, nag yn y grŵp ymatebwyr. Ar ddiwrnod 8 mewn cleifion ICU oedrannus â sepsis, cafodd genynnau sy'n ymwneud ag imiwnedd cynhenid ​​​​a llid, megis ZDHCC19, ALOX15, FCER1A, HDC, PRSS33, a PCSK9, eu huwchreoleiddio. Cyfoethogwyd y genynnau a fynegwyd yn wahaniaethol (DEGs) wrth reoleiddio trawsgrifio, ymateb imiwn addasol, cynhyrchu imiwnoglobwlin, rheoleiddio trawsgrifio negyddol, ac ymateb imiwn. Ar ben hynny, roedd amrywiaeth uwch o dderbynyddion celloedd T ar ddiwrnod-8 yn y grŵp ymatebwyr nag ar y diwrnod-1, sy'n dangos bod ganddynt adferiad wedi'i reoleiddio'n well o sepsis o gymharu â'r cleifion nad oeddent yn ymateb. .

Casgliad

Roedd marwolaethau a mynychder sepsis yn uchel ymhlith unigolion oedrannus. Fe wnaethom nodi nodweddion biolegol sy'n berthnasol i farwolaethau a nodweddion trawsgrifio gyda dadansoddiadau llwybr swyddogaethol a MiXCR yn seiliedig ar ddata RNA-Seq; a chanfod bod y grŵp ymatebwyr wedi uwchreoleiddio imiwnedd cynhenid ​​​​a chynyddu amrywiaeth celloedd T; gymharu â'r grŵp nad yw'n ymateb. Efallai y bydd RNA-Seq yn gallu cynnig gwybodaeth gyflenwol ychwanegol ar gyfer rhagfynegi canlyniadau triniaeth yn gywir ac yn gynnar.

system imiwnedd sy'n cynyddu planhigion cistanche

Geiriau allweddol

Sepsis, RNA-Seq, claf ICU yr Henoed, Genynnau wedi'u mynegi'n wahaniaethol, derbynnydd cell T

Rhagymadrodd

Mae sepsis yn syndrom clinigol a allai fygwth bywyd. Fe'i cynhyrchir gan ymateb gwesteiwr anhrefnus i haint ac mae'n fygythiad iechyd byd-eang heterogenaidd a marwol iawn, yn enwedig yn y boblogaeth oedrannus [1, 2]. Mae astudiaethau blaenorol wedi canfod bod cleifion oedrannus mewn mwy o berygl o gael sepsis a bod ganddynt ddifrifoldeb afiechyd uwch na'r rhai yn y boblogaeth gyffredinol [3]. Mae nifer y cleifion oedrannus sy'n cael eu derbyn i'r uned gofal dwys (ICU) oherwydd sepsis wedi bod yn cynyddu'n raddol yn ystod y ddau ddegawd diwethaf oherwydd y cynnydd cyson yn nifer yr henoed [4]. Yn nodedig, er gwaethaf dwyster gofal uchel, mae marwolaethau yn parhau i fod yn uchel mewn cleifion oedrannus a dderbynnir i'r ICU, ond mae astudiaethau sy'n mynd i'r afael â'r llwybrau biolegol sy'n berthnasol i ymateb triniaeth mewn cleifion oedrannus â sepsis yn dal i fod yn ddiffygiol [5]. Mae system imiwnedd yr henoed yn mynd trwy nifer o newidiadau biolegol wrth iddynt heneiddio, sy'n dylanwadu ar ymateb imiwn yr henoed, gan arwain at fwy o debygolrwydd o gyflyrau imiwnocompromised [6]. Mae imiwnedd addasol cyfaddawdu yn cael ei ystyried yn nodwedd hanfodol o imiwnedd yn yr henoed [7, 8], ond mae nodweddion trawsgrifiomig yn ystod sepsis yn yr henoed yn dal heb eu harchwilio. Mae'r newidiadau hyn yn pennu nid yn unig y tueddiad i heintiau bacteriol ond hefyd dilyniant sepsis a chanlyniadau clinigol [6]. Felly, mae'n hanfodol ymchwilio i'r ymatebion imiwnolegol amrywiol a nodweddion biolegol sy'n berthnasol i farwolaethau mewn cleifion oedrannus a dderbynnir i'r ICU [9, 10].

Mae sepsis yn heterogenaidd iawn ac wedi'i nodweddu gan adweithiau imiwnolegol cymhleth a deinamig, sy'n cynnwys ymateb llidiol gormodol cychwynnol ac yna imiwnedd addasol wedi'i ddadreoleiddio / dihysbyddu [11]. Mae sawl astudiaeth wedi dangos imiwnedd addasol wedi'i newid ar ôl sepsis; ymddengys bod imiwnoparalysis fel y'i gelwir yn un o'r nodweddion imiwnolegol allweddol sy'n arwain at imiwnedd cyfaddawdu parhaus mewn cleifion â sepsis [12]. Defnyddiwyd RNA-Seq mewn astudiaethau blaenorol i ddod o hyd i'r llofnod trawsgrifomig, neu "subendotype," mewn cleifion â sepsis. Yr isgenoteipiau sy'n gysylltiedig â sepsis yw gwelliant cynnar camweithrediad organau ar ôl sepsis, imiwnedd addasol llaith ymhlith cleifion â imiwnedd gwan, ac ymatebolrwydd i steroidau mewn cleifion sioc septig [13, 14]. Gan ddefnyddio data RNA-Seq, datblygwyd offer dadansoddol, megis MiXCR, yn ddiweddar i feintioli amrywiaeth derbynyddion celloedd T (TCRs) [15, 16]. Yn yr astudiaeth hon, fe wnaethom ymchwilio i drawsgrifiad deinamig cleifion septig trwy archwilio samplau pâr o ddiwrnod 1 a diwrnod 8 a chanfod bod cleifion septig imiwno-gyfaddawd wedi lleihau amrywiaeth celloedd T ac wedi peryglu swyddogaeth celloedd T. Nod yr astudiaeth hon oedd archwilio nodweddion biolegol sy'n berthnasol i farwolaethau a nodweddion trawsgrifio, er mwyn cael gwell dealltwriaeth o'r signalau addasol sy'n gysylltiedig ag imiwnedd mewn cleifion oedrannus a dderbyniwyd i'r ICU ar gyfer sepsis.

cistanche tubulosa-gwella system imiwnedd

Cliciwch yma i weld cynhyrchion Gwella Imiwnedd Cistanche

【Gofyn am fwy】 E-bost:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Defnyddiau a dulliau Astudio dylunio a chasglu data

Cymeradwywyd yr astudiaeth gan Fwrdd Adolygu Sefydliadol y TCVGH (IRB rhif CE20069B), a chafwyd caniatâd gwybodus gan yr holl gyfranogwyr. Recriwtiwyd tri deg saith o gleifion ICU oedrannus o Ysbyty Cyffredinol Cyn-filwyr Taichung (TCVGH) o Ragfyr 2018 i Ionawr 2022. Ar adeg cofrestru, casglwyd gwybodaeth ddemograffig, a chymerwyd samplau gwaed sylfaenol ar ddiwrnod 1 a diwrnod 8. Er mwyn cadw'r trawsgrifio, casglwyd dau aliquot 4 ml o waed mewn gwagwyr EDTA di-haint a'u trosglwyddo ar unwaith i ffiolau di-RNA yn cynnwys RNAlater® 10.5 ml (TermoFisher, Waltham, MA, UDA).

Echdynnu a dilyniannu RNA

Yn yr astudiaeth hon, fe wnaethom dynnu RNA gyda'r Pecyn RNA Gwaed PAXgene, a'r rhif cyfanrwydd RNA cyfartalog (RIN) oedd 8.31±0.58. Dilynwyd cyfarwyddiadau'r gwneuthurwr wrth adeiladu'r llyfrgell, a defnyddiwyd 1,000 ng o RNA darniog mewn arbrofion dilynol. 150-Defnyddiwyd darlleniadau pen pâr bpau ar gyfer RNA-Seq ar blatfform NovaSeq (Illumina, Inc., San Diego, CA, Unol Daleithiau), ac roedd gan bob sampl o leiaf 50-60 miliwn o ddarlleniadau. Adneuwyd y set ddata RNA-seq yn Omnibws Mynegiant Genynnau (GEO) y Ganolfan Genedlaethol ar gyfer Gwybodaeth Biotechnoleg (NCBI) o dan y rhif derbyn GSE216902. Defnyddiwyd y set ddata ar gyfer cyfrannau celloedd a dadansoddi llwybrau.

Sgôr asesiad methiant organau dilyniannol (SOFA).

Mae'r sgôr asesiad methiant organau dilyniannol (SOFA) yn werth rhifiadol o fethiant organau sy'n gysylltiedig â sepsis, hy, mae'n meintioli nifer a difrifoldeb yr organau a fethwyd. Mae pob sgôr yn amrywio o 0 i 4, gyda sgôr uwch yn dynodi camweithrediad organau sy'n gwaethygu [17]. Defnyddiwyd y newid deinamig yn sgorau SOFA i ddiffinio ymatebwyr (R) a rhai nad ydynt yn ymateb (NR), a dosbarthwyd cyfranogwr fel NR os oedd y gostyngiad yn sgôr SOFA o ddiwrnod 1 i ddiwrnod 7 yn llai na 2 [13, 18, 19] .

Dadansoddiadau biowybodeg o ddata RNA-Seq 

Roedd y dilyniant o ansawdd uchel, defnyddiwyd sgorau Phred o 3{0, a mapiodd HISAT2 y dilyniant i'r genom cyfeiriol (GRCh38/hg38) [2{0]. Defnyddiwyd y pecyn R DEseq2 [21] i nodi'r genynnau a fynegwyd yn wahaniaethol (DEGs), a chyfrifwyd y cyfrifon darllen gan ddefnyddio featureCounts [22]. Y gyfradd fapio gyfartalog a'r cyfrifiadau darllen oedd 87.6 ±4.8% a 65.5 ±17.6 miliwn o ddarlleniadau, yn y drefn honno. Defnyddiwyd y pecyn proffiliwr [23] R i gynnal cyfoethogi swyddogaethol a dadansoddiad llwybr yn seiliedig ar y Genomau (KEGG, https://www.genome.jp/kegg/) a Gene Ontology (GO, http://geneontology.org /) cronfeydd data. Ystyriwyd bod gwerth-p wedi'i gywiro o lai na 0.05 wedi'i gyfoethogi'n sylweddol. Cafodd pob genyn a fynegwyd yn wahaniaethol ei anodi'n swyddogaethol gan ddefnyddio Dadansoddiad Cyfoethogi Set Genynnau (GSEA) [24], a chrëwyd map cyfoethogi delweddol Cytoscape 3.9.0 [25]. Fe wnaethom ddelweddu canlyniadau GSEA trwy ddefnyddio map cyfoethogi, sy'n trefnu setiau genynnau yn rhwydwaith tebygrwydd. Mae'r lliw nod, cyswllt, a nod yn cynrychioli'r set genynnau, y gorgyffwrdd o enynnau aelod, a'r sgôr cyfoethogi [24], yn y drefn honno.

Amrywiaeth dadansoddiadau TCR

Defnyddiwyd data RNA-Seq yn MiXCR v3.0.13 [15, 16] i feintioli clonoteipiau cleifion sepsis yn seiliedig ar brotocol a adroddwyd yn flaenorol [14]. Defnyddiwyd meddalwedd VDJTools v 1.2.1 [26] i gyfrifo'r cyfrif o ranbarthau pennu cyfatebolrwydd-3 (CDR3) ac amrywiaeth sampl yn dilyn caffael y clonoteipiau meintiol.

Dadansoddiadau ystadegol

Fe wnaethon ni ddefnyddio prawf Kolmogorov-Smirnov i wirio normalrwydd a chanfod bod dosbarthiad sawl newidyn, gan gynnwys diwrnod peiriant anadlu, hyd arhosiad ICU, a hyd arhosiad ysbyty, yn sgiwio i'r chwith. I gyflwyno’r data yn y fformat unedig, fe wnaethom gyflwyno amleddau newidynnau categorïaidd (canrannau) ar gyfer newidynnau categorïaidd a newidynnau parhaus fel canolrif (ystod rhyngchwartel, IQR). Dadansoddwyd y gwahaniaethau rhwng y ddau grŵp gan ddefnyddio prawf Mann-Whitney U ar gyfer newidynnau parhaus ac union brawf Fisher ar gyfer newidynnau categorïaidd. Gosodwyd lefel yr arwyddocâd ar 0.05, ac roedd dadansoddiadau ystadegol yn ddwyochrog. Defnyddiwyd fersiwn R 4.1.0 i gynnal yr holl ddadansoddiadau data.

cistanche tubulosa-gwella system imiwnedd

Canlyniadau Nodweddion cleifion a sgorau SOFA

Yn yr astudiaeth hon, gwnaethom gofrestru 37 o gleifion oedrannus â sepsis [oedran canolrif 83 oed (IQR: 79-87 oed)] (Tabl 1). Gyda dadansoddiad o'r prif gydrannau, gwelsom fod gwahaniaeth rhwng diwrnod-1 a diwrnod-8 yn well yn y cleifion ymatebol (grŵp ymatebwyr, R) nag yn y cleifion nad oeddent yn ymateb (grŵp nad yw'n ymateb, NR), sy'n nodi adferiad rheoledig o sepsis yn y grŵp immunocompetent (Ffeil ychwanegol 1: Ffig. S1). Yn gyffredinol, ymhlith y 37 o gleifion, roedd 23 o gleifion ymatebol (grŵp ymatebwyr, R) ag oedran canolrifol 82 oed (IQR: 79.5-86.5 oed) a 14 o gleifion nad oeddent yn ymateb (grŵp nad yw'n ymateb, NR) gyda oed canolrif 84 oed (IQR: 79–88 oed). Mae Tabl 1 yn dangos nodweddion sylfaenol y grŵp astudio. Arsylwyd albwmin uwch (canolrif 3.3 mg / dl, IQR: 3-3.7 mg / dl) a phrotein C-adweithiol is (canolrif 9.16 mg / dl, IQR: 3.9-17.5 mg / dl) yn y driniaeth nag yn eu cymheiriaid. O'i gymharu â'r grŵp ymatebwyr, roedd gan y grŵp nad oeddent yn ymateb sgoriau SOFA sylweddol uwch ar ddiwrnod 7, diwrnodau anadlu hirach, hyd arhosiad hirach yn yr ICU, a marwolaethau uwch mewn ysbytai.

Trawsgrifiad deinamig unigryw mewn cleifion ICU oedrannus â sepsis

Fel y dangosir yn Ffig. 1A, gan ddefnyddio dadansoddiad prif gydrannau ar y 500 o enynnau newidiol uchaf o'r holl samplau, canfuom fod gan gleifion sepsis oedrannus yn yr uned gofal dwys drawsgrifiadau sylweddol wahanol ar ddiwrnod 1 a diwrnod 8. Y genynnau mynegiant gwahaniaethol ( Yna nodwyd DEGs trwy gymharu proffiliau mynegiant genynnau rhwng diwrnod 8 a diwrnod 1 mewn cleifion ICU oedrannus gan ddefnyddio meini prawf p<0.01 and log fold change>0.25 neu<− 0.25. Tree DEGs (two upregulated and one downregulated gene) were found in the R group, while the NR group only had 11 DEGs (five upregulated and six downregulated genes). We found that in elderly sepsis patients in the ICU, the top upregulated genes were innate immunity- and inflammation-relevant genes, namely, ZDHCC19, ALOX15, FCER1A, HDC, PRSS33, and PCSK9, which bind to low-density lipoprotein receptors (LDLRs), leading to LDLR degradation and increasing LDL cholesterol levels (Fig. 1B). 

dadansoddiad cyfoethogi DAVID o'r trawsgrifiad deinamig

Er mwyn dangos newid llwybrau biolegol mewn cleifion ICU oedrannus rhwng diwrnod 8 a diwrnod 1, rydym wedi dangos y llwybr cyfoethog trwy ddefnyddio'r gweinydd DAVID v6.8 ar-lein. Fel y dangosir yn Ffig. 2, lluniwyd lleiniau swigod Gene Ontology (GO) ar gyfer prosesau biolegol yr 20 DEG uchaf o'r set ddata. Canfuom fod y DEGs o'r cleifion ICU oedrannus â sepsis wedi'u cyfoethogi wrth reoleiddio trawsgrifio, ymateb imiwn addasol, cynhyrchu imiwnoglobwlin, rheoleiddio trawsgrifio negyddol, ac ymateb imiwn. Cyflwynir dadansoddiad GO swyddogaethol DAVID yn Ffig. 3. O'u cymharu â rheolyddion, dangosodd anodiadau swyddogaethol o broteinau wedi'u hamgodio gan enynnau mewn DEGs yn sylweddol (P<0.05) increased or decreased enrichment. These annotations were categorized according to biological processes, cellular components, and molecular functions. There were significant differences between DEG-encoded proteins involved in the regulation of transcription, the immune response, protein phosphorylation, and Ras protein signal transduction at the level of biological processes (Fig. 3), whereas cellular component analysis revealed significant differences between the T-cell receptor complex, cytosol nucleoplasm, and nucleus (Fig. 3). Significant differences were found in the enrichment of encoded proteins associated with protein binding, metal ion binding, translation factor activity, or transcriptional activator activity according to molecular function analysis (Fig. 3). Ten, we used the Cytoscape ClueGO plugin to investigate the functional enrichment of the DEGs in the dataset to further refine the biological process from the analysis of DAVID-GO terms [27]. Additionally, the REACTOME pathway analysis from ClueGO revealed that cytokine signaling in the immune system, adaptive immune system, sensory perception, innate immune system, and immunoregulatory interactions between lymphoid and non-lymphoid cells were significantly enriched in many DEGs.

Tabl 1 Nodweddion cleifion ICU oedrannus â sepsis

Ffig. 1 Dadansoddiad prif gydran A a phlot llosgfynydd B o'r trawsgrifiad rhwng diwrnod-1 a diwrnod-8

Ffig. 2 Dadansoddiadau cyfoethogi swyddogaeth a llwybr o enynnau wedi'u mynegi'n wahaniaethol gyda DAVID fesul plot swigen

Ffig. 3 Dadansoddiad Ontoleg Genynnau swyddogaethol DAVID (GO) o'r broses fiolegol (BP), cydran cellog (CC), a swyddogaeth foleciwlaidd (MF)

Mae TCR yn dadansoddi gyda MiXCR mewn cleifion ICU oedrannus â sepsis

O ystyried bod y grwpiau R ac NR wedi gwella o sepsis trwy lwybr signalau derbynnydd cell-T penodol, gan ddefnyddio nifer y CDR3, D50 unigryw, a mynegai gwrthdro Simpson, defnyddiwyd MiXCR i bennu amrywiaeth y derbynnydd cell T (TCR). ) (Ffig. 5A–C). Ar ddiwrnod 8, roedd mynegai CDR3, D50, a gwrthdro Simpson y grŵp R yn sylweddol uwch nag ar ddiwrnod 1. Ar ben hynny, roedd mynegai D50 yn sylweddol uwch yn y grŵp R nag yn y grŵp NR ar ddiwrnod 8 (Ffig. 5 B). Yn olaf, aseswyd amrywiaeth CDR3 unigryw gennym gan ddefnyddio mynegai gwrthdro Simpson, sy'n adlewyrchu clonoteipiau toreithiog. Gwelsom batrwm tebyg, gydag amrywiaeth sylweddol uwch o TCR yn y grŵp R, yn enwedig ar ddiwrnod 8 (Ffig. 5 C).

Trafodaeth

Mae'r astudiaeth hon yn dangos y gallai nodweddion biolegol sy'n berthnasol i farwolaethau a signalau sy'n gysylltiedig ag imiwnedd addasol gan ddefnyddio trawsgrifomeg, gan gymharu gwahaniaethau rhwng diwrnod 1 a diwrnod 8 (Ffeil ychwanegol 1: Ffig. S1), nodi'n ddibynadwy gleifion ICU oedrannus â sepsis a gwahaniaethu nad yw'n ymateb i gleifion ymatebol. . Roedd astudiaethau blaenorol sy'n ymchwilio i fiofarcwyr sepsis yn dibynnu ar ddewis swyddogaethau a llwybrau biolegol hysbys gan ddefnyddio dulliau sy'n seiliedig ar wybodaeth [28], a dim ond nifer fach o astudiaethau sydd wedi targedu genynnau yn uniongyrchol nad yw eu swyddogaethau wedi'u disgrifio'n llawn [29]. Yn yr astudiaeth hon, fe wnaethom fabwysiadu RNA-Seq i nodi nodweddion biolegol ac imiwnolegol mewn cleifion ICU oedrannus â sepsis trwy ddadansoddiad prif gydrannau, dadansoddiad mynegiant genynnau gwahaniaethol, a MiXCR. Cafodd imiwnedd a llid cynhenid, fel ZDHCC19, ALOX15, FCER1A, HDC, PRSS33, a PCSK9, eu huwchreoleiddio mewn cleifion ICU oedrannus â sepsis. Mae ZDHHC19 yn palmitoyltransferase ac yn cyfryngu palmitoylation o RRAS, gan arwain at fwy o hyfywedd celloedd [30]. Mae dadansoddiad mynegiant genom-eang wedi'i gysylltu â mynegiant cynyddol mewn cleifion ICU â sepsis a achosir gan peritonitis fecal [31]. Mae HDC (histidine decarboxylase, HDC) yn aelod o deulu decarboxylase grŵp II ac yn ffurfio homodimer sy'n defnyddio ffosffad pyridoxal i drosi L-histidine yn histamin. Mae astudiaeth anifeiliaid a gynhaliwyd gan Hattori et al. [32] defnyddio llygod HDC knockout genynnau (HDC−/-). Ar ôl ysgogi sepsis trwy glymu cecal a thyllu (CLP), dangosodd llygod cnwd HDC lefelau histamin plasma is, a gwanhawyd y cynnydd mewn lefelau TNF, IL-1b, IL-6, a MCP1 mewn sepsis pan oedd diffyg plasma. histamin [32]. Gostyngwyd cynhyrchu cytocin annormal a achosir gan sepsis ac anaf i organau lluosog (ysgyfaint, afu, ac arennau) yn sylweddol mewn llygod cnocio HDC o gymharu â llygod WT C57BL/6 J. Roedd atal mynegiant HDC yn atal anaf meinwe llidiol a gwell goroesiad mewn llygod â sepsis a achosir gan CLP [32]. Yn ogystal, gallai histamin hyrwyddo cynhyrchu cytocinau proinflammatory, sy'n cael eu rheoleiddio gan y ffactor trawsgrifio NF-κB. O dan sepsis a achosir gan CLP, roedd llygod cnocio HDC wedi lleihau gweithgaredd NF-κB yn sylweddol yn y cnewyllyn o'i gymharu â llygod WT [32]. Mae'r canlyniad hwn yn dangos bod histamin yn ysgogi synthesis cytocinau prolidiol a chemocinau trwy gynyddu gweithgaredd NF-kB.

Mae ymchwil ddiweddar wedi dangos bod ALOX15 a FCER1A yn hanfodol i pathogenesis sepsis bacteriol [33, 34]. Mae ALOX15, ensym perocsidiad lipid, yn genyn lipoxygenase (LOX) swyddogaethol [35], sy'n ocsideiddio asidau brasterog aml-annirlawn ac wedi'i gysylltu ag amrywiaeth o brosesau ffisiolegol yn ogystal â pathogenesis clefydau niwro-ddirywiol, llidiol a hyperproliferative [35, 36]. Mae ALOX15 a'i metabolion yn gysylltiedig â phathoffisioleg afiechydon llidiol lluosog, megis sepsis, arthritis, asthma, ffibrosis systig, ac atherosglerosis [36]. FCER1A (darn Fc o dderbynnydd IgE Ia, FCER1A), protein sy'n gysylltiedig ag imiwnedd, yw ffactor cychwyn adweithiau alergaidd ac mae'n chwarae rhan mewn llid alergaidd [37, 38]. Mae FCER1A wedi bod yn gysylltiedig â rheoleiddio prosesau metabolaidd a rheoleiddio imiwnedd mewn astudiaethau blaenorol. [38, 39]. Yn ogystal, mae asthma yn fwy tebygol o ddigwydd pan fydd FGER1B a genynnau llidiol eraill sy'n gysylltiedig ag imiwnoglobwlin yn rhyngweithio [39]. Ar ben hynny, mae PCSK9 (proprotein convertase subtilisin / math kexin- 9, PCSK9) wedi'i nodi fel rheolydd canolog lefelau LDL-C plasma oherwydd ei allu i rwymo i dderbynnydd LDL (LDLR) a'i sbarduno ar gyfer diraddiad lysosomaidd mewn celloedd. , gan arwain at ddiraddiad LDLR a chynyddu lefelau colesterol LDL [40].

cistanche tubulosa-gwella system imiwnedd

Yn yr astudiaeth bresennol, fe wnaethom ddefnyddio cyfoethogi KEGG a GO i bennu anodi swyddogaethol y genynnau hyn er mwyn ymchwilio i gynnwys DEGs a fynegwyd gan gleifion ICU oedrannus â sepsis yn BP, MF, a llwybrau moleciwlaidd FH. Cyfoethogwyd y DEGs hyn yn bennaf wrth reoleiddio trawsgrifio, ymateb imiwn addasol, cynhyrchu imiwnoglobwlin, rheoleiddio trawsgrifio negyddol, ac ymateb imiwn (Ffig. 2). Fe wnaethom adeiladu rhwydwaith o dermau GO/llwybr a drefnwyd yn swyddogaethol gan ddefnyddio ategyn Cytoscape ClueGO/CluePedia, dehongliad gwell ar gyfer termau biolegol. Fe wnaeth yr ategyn hwn hefyd ein helpu i ddelweddu'r rhwydweithiau sydd wedi'u grwpio'n swyddogaethol o glystyrau genynnau mwy [41]. Fe wnaethom ddefnyddio ategyn ClueGO i nodi'r llwybrau moleciwlaidd a reoleiddir yn wahaniaethol a'u rhyngweithiadau genynnau sylweddol yn seiliedig ar werthoedd-p ac ystadegau kappa i gael darlun cynhwysfawr o'r DEGs sy'n ymwneud â sepsis. Ar ben hynny, cyfoethogwyd y DEGs yn sylweddol mewn gweithgaredd trawsgrifio a rhwymo protein pan ddadansoddwyd MF o GO (Ffig. 3). Mae'r canlyniadau hyn yn dangos bod dadansoddiadau cyfoethogi swyddogaethol yn cyfeirio'n benodol at lwybrau signalau celloedd imiwnedd sy'n gysylltiedig ag ymateb cellog i fotiffau pathogenig neu cytocinau. Mae’r rhain yn debygol o ganlyniadau disgwyliedig ar gyfer cleifion septig ac mae angen ymchwilio ymhellach iddynt i egluro’r llwybrau mewn sepsis. Yn seiliedig ar ystadegau kappa a gwerthoedd-p, canfuwyd ymhlith y prosesau biolegol cyfoethog a'r llwybrau moleciwlaidd, bod signalau cytocin yn y system imiwnedd, y system imiwnedd addasol, canfyddiad synhwyraidd, y system imiwnedd gynhenid, a rhyngweithiadau imiwno-reoleiddiol rhwng lymffoid ac an-lymffoid. roedd celloedd wedi'u dadreoleiddio ac roeddent yn gysylltiedig yn sylweddol â dilyniant sepsis mewn cleifion ICU oedrannus â sepsis (Ffig. 4).

Yn ogystal, gwnaethom ddangos amrywiaeth celloedd T mewn cleifion oedrannus â sepsis a defnyddio MiXCR i ddadansoddi'r dilyniant amrwd o RNA-Seq i bennu clonoteipiau o TCRs, a oedd yn ei gwneud hi'n bosibl i ni archwilio amrywiaeth TCRs a'r trawsgrifiad cyfan ar yr un pryd. 15]. Defnyddiwyd RNA-Seq a MiXCR yn yr astudiaeth hon i nodi signalau celloedd T a datgelodd y canlyniadau fod amrywiaeth TCR y grŵp R ar ddiwrnod-8 yn fwy nag ar y diwrnod-1 (Ffig. 5) . O'i gymharu â'r grŵp NR, roedd gan y grŵp R CDR3, D50, a gwerthoedd mynegai gwrthdro Simpson ar y diwrnod-8, nag ar y diwrnod-1 sylweddol uwch. Mae arwyddocâd yr amrywiaeth ysgogol o TCRs mewn cleifion ICU oedrannus â sepsis hefyd yn cael ei amlygu gan y dystiolaeth hon, sy'n dangos hyfywedd defnyddio data RNA-Seq a MiXCR i fynd i'r afael ag amrywiaeth TCRs mewn cleifion â sepsis. Mae gan ein hastudiaeth rai cyfyngiadau y dylid eu nodi. Yn gyntaf, roedd y grŵp o gleifion yr ymchwiliwyd iddynt yn yr astudiaeth hon yn fach. Felly, byddai ymchwilio i boblogaethau amrywiol gyda maint sampl mwy o gymorth i gadarnhau ein data. Yn ail, rydym yn defnyddio'r RNA-Seq swmp yn yr astudiaeth hon, ac yn y dyfodol sc-RNA-Seq ac arbrofion swyddogaethol yn cael eu cyfiawnhau ar gyfer dilysu ar y lefel cellog. Ar ben hynny, gellir defnyddio'r dull ymhelaethu cyflym o 5' cDNA yn dod i ben (5'-RACE) i ymchwilio i'r repertoire celloedd T, a allai gadarnhau ein canfyddiadau ymhellach. Yn drydydd, fe wnaethom asesu swyddogaethau biolegol a moleciwlaidd ymatebion llidiol mewn cleifion â sepsis gan ddefnyddio data RNA-Seq. Mae angen astudiaethau swyddogaethol pellach i egluro'r rolau mewn sepsis.

Delweddwyd termau Cyfoethogi gan Gene Ontology (GO) Ffig. 4 gan ddefnyddio'r ategyn ClueGO/CluePedia o Cytoscape

Ffig. 5 Amrywiaeth y derbynnydd cell T ar ddiwrnod-1 a diwrnod-8. Yn cyfrif (A), CDR3 (B), D50, a (C) unigryw o fynegai Simpson gwrthdro. *<0.05, **<0.005

Casgliadau

Mae nifer yr achosion o sepsis a marwolaethau ohonynt yn uchel ymhlith unigolion oedrannus. Cofrestrodd ein hastudiaeth unigolion oedrannus difrifol wael â sepsis a nododd nodweddion biolegol a nodweddion trawsgrifio oedd yn berthnasol i farwolaethau gyda dadansoddiadau llwybr swyddogaethol a MiXCR yn seiliedig ar ddata RNA-Seq. O'i gymharu â diwrnod 1, canfuom imiwnedd cynhenid ​​​​wedi'i uwchreoleiddio a chynnydd mewn amrywiaeth celloedd T ymhlith cleifion ymatebol ar ddiwrnod 8, sy'n dangos bod gan y cleifion ymatebol adferiad wedi'i reoleiddio'n well o sepsis o gymharu â'r cleifion nad oeddent yn ymateb. Er mwyn gweithredu rhagfynegiad cywir a chynnar, gallai defnyddio prawf o RNA-Seq gynnig gwybodaeth gyflenwol ychwanegol ar gyfer rhagfynegi canlyniadau triniaeth yn gynnar.

Cyfeiriadau

1. Seymour CW, Kennedy JN, Wang S, Chang CH, Elliott CF, Xu Z, et al. Deri- vacation, dilysu, a goblygiadau triniaeth posibl ffenoteipiau clinigol newydd ar gyfer sepsis. JAMA. 2019; 321(20): 2003–17.

2. Sweeney TE, Azad TD, Donato M, Haynes WA, Periw TM, Henao R, et al. Mae dadansoddiad heb oruchwyliaeth o drawsgrifomeg mewn sepsis bacteriol ar draws setiau data lluosog yn datgelu tri chlwstwr cadarn. Crit Gofal Med. 2018; 46(6):915–25.

3. de Lange DW, Brinkman S, Flaatten H, Boumendil A, Morandi A, Andersen FH, et al. Sgôr prognostig cronnus yn rhagfynegi marwolaethau mewn cleifion dros 80 oed a dderbynnir i'r ICU. J Am Giatr Soc. 2019; 67(6): 1263–7.

4. Flatten H, de Lange DW, Artigas A, Bin D, Moreno R, Christensen S, et al. Statws ymchwil meddygaeth gofal dwys ac agenda yn y dyfodol ar gyfer cleifion hen iawn yn yr ICU. Gofal Dwys Med. 2017; 43(9): 1319–28.

5. Canllaw B, de Lange DW, Boumendil A, Gadael S, Watson X, Boulanger C, et al. Cyfraniad eiddilwch, gwybyddiaeth, gweithgaredd bywyd bob dydd a chyd-forbidrwydd ar ganlyniad mewn cleifion sy'n cael eu derbyn acíwt dros 80 mlynedd mewn ICUs Ewropeaidd: astudiaeth VIP2. Gofal Dwys Med. 2020; 46(1):57–69.

6. Stahl EC, Brown BN. Strategaethau therapi celloedd i frwydro yn erbyn imiwnogenau - gwyddoniaeth. Organogenesis. 2015; 11(4): 159–72.

7. Martin S, Perez A, Aldecoa C. Sepsis a immunosenescence yn y claf oedrannus: adolygiad. Blaen Med (Lausanne). 2017. https://doi.org/10. 3389/fmed.2017.00020.

8. Rydyznski Moderbacher C, Ramirez SI, Dan JM, Grifoni A, Hastie KM, Weiskopf D, et al. Imiwnedd addasol antigen-benodol i SARS-CoV-2 mewn COVID acíwt-19 a chysylltiadau ag oedran a difrifoldeb y clefyd. Cell. 2020; 183(4):996-1012 e1019.

9. Leblanc G, Boumendil A, Guidet B. Deg peth i'w wybod am gleifion oedrannus difrifol wael. Gofal Dwys Med. 2017; 43(2):217–9.

10. Guidet B, Vallet H, Boddaert J, de Lange DW, Morandi A, Leblanc G, et al. Gofalu am gleifion dros 80 oed sy'n ddifrifol wael: adolygiad naratif. Ann Gofal Dwys. 2018; 8(1):114.

11. Brady J, Horie S, Lafey JG. Rôl yr ymateb imiwn addasol mewn sepsis. Gofal Dwys Med Exp. 2020; 8(1):20.

12. Martin MD, Badovinac VP, Griffth TS. Ymatebion celloedd T CD4 a'r cyflwr imiwnoparalysis a achosir gan sepsis. Immunol blaen. 2020. https://doi.org/10. 3389/fmmu.2020.01364.

13. Barcella M, Bollen Pinto B, Braga D, D'Avila F, Tagliaferri F, Cazalis MA, et al. Nodi proffil trawsgrifio sy'n gysylltiedig â gwella gweithrediad organau mewn cleifion sioc septig ar ôl therapi cefnogol cynnar. Gofal Crit. 2018; 22(1):312.

14. Cheng PL, Chen HH, Jiang YH, Hsiao TH, Wang CY, Wu CL, et al. Defnyddio RNA-Seq i ymchwilio i nodweddion imiwn-metaboledd mewn cleifion imiwnocompromised â sepsis. Blaen Med (Lausanne). 2021. https://doi. org/10.3389/fmed.2021.747263 .

15. Bolotin DA, Poslavsky S, Mitrophanov I, Shugay M, Mamedov IZ, Putint‑ seva EV, et al. MiXCR: meddalwedd ar gyfer proffilio imiwnedd addasol cynhwysfawr. Dulliau Nat. 2015; 12(5):380–1.

16. Bolotin DA, Poslavsky S, Davydov AN, Frenkel FE, Fanchi L, Zolotareva OI, et al. Proffilio repertoire derbynyddion antigen o ddata RNA-seq. Nat Biotechnol. 2017; 35(10):908–11.

17. Vincent JL, de Mendonca A, Cantraine F, Moreno R, Takala J, Suter PM, et al. Defnyddio'r sgôr SOFA i asesu'r achosion o gamweithrediad/methiant organau mewn unedau gofal dwys: canlyniadau astudiaeth amlganolfan arfaethedig Gweithgor ar "broblemau'n ymwneud â sepsis" Cymdeithas Meddygaeth Gofal Dwys Ewrop. Crit Gofal Med. 1998; 26(11): 1793-800.

18. Garcia-Gigorro R, Saez-de la Fuente I, Marin Mateos H, Andres-Esteban EM, Sanchez-Izquierdo JA, Montejo-Gonzalez JC. Cyfleustodau sgorau SOFA a Delta-SOFA ar gyfer rhagweld canlyniadau mewn cleifion difrifol wael o'r adran achosion brys. Eur J Emerg Med. 2018; 25(6): 387–93.

19. Jones AE, Trzeciak S, Kline JA. Y sgôr asesu methiant organau dilyniannol ar gyfer rhagfynegi canlyniadau mewn cleifion â sepsis difrifol a thystiolaeth o orlifiad ar adeg cyflwyno adran achosion brys. Crit Gofal Med. 2009; 37(5): 1649–54.

20. Kim D, Langmead B, Salzberg SL. HISAT: aliniwr cyflym wedi'i hollti â gofynion cof isel. Dulliau Nat. 2015; 12(4):357–60.

21. Anders S, Huber W. Dadansoddiad mynegiant gwahaniaethol ar gyfer data cyfrif dilyniant. Genom Biol. 2010;11(10):R106.

22. Liao Y, Smyth GK, Shi W. FeatureCounts: mae rhaglen bwrpas cyffredinol effeithlon ar gyfer aseinio dilyniant yn darllen i nodweddion genomig. ics biowybodeg. 2014; 30(7):923–30.

23. Raudvere U, Kolberg L, Kuzmin I, Arak T, Adler P, Peterson H, et al. g: Proffil: gweinydd gwe ar gyfer dadansoddi cyfoethogi swyddogaethol a thrawsnewid rhestrau genynnau (diweddariad 2019). Asidau Niwcleig Res. 2019; 47(W1):W191–8.

24. Merico D, Isserlin R, Stueker O, Emili A, Bader GD. Map cyfoethogi: dull seiliedig ar rwydwaith ar gyfer delweddu a chyfieithu ar y pryd cyfoethogi set genynnau. PLoS UN. 2010; 5(11): e13984.

25. Shannon P, Markiel A, Ozier O, Baliga NS, Wang JT, Ramage D, et al. Cytoscape: amgylchedd meddalwedd ar gyfer modelau integredig o rwydweithiau rhyngweithio biomoleciwlaidd. Genom Res. 2003; 13(11):2498–504.

26. Andersen ES. Rhagfynegi a dyluniad strwythurau DNA ac RNA. N Biotechnol. 2010; 27(3): 184–93.

27. Le Gall JR, Lemeshow S, Saulnier F. Sgôr ffisioleg acíwt newydd wedi'i symleiddio (SAPS II) yn seiliedig ar astudiaeth amlganolfan Ewropeaidd/Gogledd America. JAMA. 1993; 270(24): 2957–63.

28. Sutherland A, Thomas M, Brandon RA, Brandon RB, Lipman J, Tang B, et al. Datblygu a dilysu prawf diagnostig biofarciwr moleciwlaidd newydd ar gyfer canfod sepsis yn gynnar. Gofal Crit. 2011; 15(3):R149.

29. Lukaszewski RA, Jones HE, Gersuk VH, Russell P, Simpson A, Brealey D, et al. Diagnosis presymptomatig o haint ar ôl llawdriniaeth a sepsis gan ddefnyddio llofnodion mynegiant genynnau. Gofal Dwys Med. 2022. https://doi. org/10.1007/s00134-022-06769-z.

30. Niu J, Sul Y, Chen B, Zheng B, Jarugumilli GK, Walker SR, et al. Mae asidau brasterog a ZDHHC19 wedi'i chwyddo â chanser yn hyrwyddo actifadu STAT3 trwy S-palmitoylation. Natur. 2019; 573(7772): 139–43.

31. Burnham KL, Davenport EE, Radhakrishnan J, Humburg P, Gordon AC, Hutton P, et al. Agweddau gwahanol a rennir ar yr ymateb trawsgrifomig sepsis i beritonitis fecal a niwmonia. Am J Respir Crit Care Med. 2017; 196(3):328–39.

32. Hattori M, Yamazaki M, Ohashi W, Tanaka S, Hattori K, Todoroki K, et al. Rôl hanfodol histamin mewndarddol wrth hyrwyddo anaf i feinwe organau terfynol mewn sepsis. Gofal Dwys Med Exp. 2016; 4(1):36.

33. Reyes M, Filbin MR, Bhattacharyya RP, Billman K, Eisenhaure T, Hung DT, et al. Llofnod cell-imiwn o sepsis bacteriol. Nat Med. 2020; 26(3):333–40.

34. Tang-Huau TL, Gueguen P, Goudot C, Durand M, Bohec M, Baulande S, et al. Mae celloedd dendritig a macroffagau dynol a gynhyrchir mewn vivo sy'n deillio o monocyte yn croesi antigenau trwy lwybr gwagolar. Cymmun Nat. 2018; 9(1): 2570.

35. Ivanov I, Kuhn H, Heydeck D. Bioleg strwythurol a swyddogaethol asid arachidonic 15-lipoxygenase-1 (ALOX15). Genyn. 2015; 573(1):1–32.

36. Singh NK, Rao GN. Rôl sy'n dod i'r amlwg 12/15-Lipoxygenase (ALOX15) mewn patholegau dynol. Prog Lipid Res. 2019; 73:28-45.

37. Baioumy SA, Esawy MM, Shabana MA. Asesiad o FcepsilonRIa sy'n cylchredeg mewn cleifion wrticaria digymell cronig a'i gydberthynas â newidynnau clinigol ac imiwnolegol. Imiwnobioleg. 2018; 223(12):807–11.

38. Liao EC, Chang CY, Hsieh CW, Yu SJ, Yin SC, Tsai JJ. Astudiaeth beilot archwiliadol o farcwyr genetig ar gyfer clefydau alergaidd cyfrwng IgE gyda mynegiadau o FcepsilonR1alpha a Cepsilon. Int J Mol Sci. 2015; 16(5):9504–19.

39. Hua L, Zuo XB, Bao YX, Liu QH, Li JY, Lv J, et al. Rhyngweithio genynnau pedwar locws rhwng IL13, IL4, FCER1B, ac ADB2 ar gyfer asthma mewn plant Han Tsieineaidd. Pediatr Pulmonol. 2016; 51(4):364–71.

40. Kosenko T, Golder M, Leblond G, Weng W, Lagace TA. Mae lipo-protein dwysedd isel yn clymu i brotein convertase subtilisin/math kexin-9 (PCSK9) mewn plasma dynol ac yn atal diraddio derbynnydd lipoprotein dwysedd isel cyfryngol PCSK. J Biol Chem. 2013; 288(12):8279–88.

41. Bindea G, Mlecnik B, Hackl H, Charoentong P, Tosolini M, Kirilovsky A, et al. ClueGO: ategyn Cytoscape i ddehongli ontoleg genynnau wedi'u grwpio'n swyddogaethol a rhwydweithiau anodi llwybr. Biowybodeg. 2009; 25(8): 1091–3.