Analiżi Sħiħa tat-Traskriptome Biex Tesplora l-Karatteristiċi Immunoloġiċi Indeboliti f'Pazjenti Anzjani Morda Kritikament B'Sepsis

Astratt

Sfond

Is-sepsis hija kumplikazzjoni frekwenti f'pazjenti morda b'mod kritiku, hija eteroġenja ħafna, u hija assoċjata ma' rati għolja ta' morbożità u mortalità, speċjalment fil-popolazzjoni anzjana. L-użu tas-sekwenzjar tal-RNA (RNA-Seq) biex janalizza l-mogħdijiet bijoloġiċi huwa użat ħafna fi studji ġenetiċi kliniċi u molekulari, iżda għadhom neqsin studji f'pazjenti anzjani b'sepsis. Għalhekk, investigajna l-karatteristiċi bijoloġiċi rilevanti għall-mortalità u l-karatteristiċi traskrittomiċi f'pazjenti anzjani li ddaħħlu fl-unità tal-kura intensiva (ICU) għal sepsis.

cistanche tubulosa-titjib tas-sistema immuni

Metodi

Irreġistrajna 37 pazjent anzjan b'sepsis mill-ICU fl-Isptar Ġenerali tal-Veterani ta' Taichung. Fl-1 u l-jum 8, id-dejta klinika u tal-laboratorju, kif ukoll kampjuni tad-demm, inġabru għall-analiżi RNA-Seq. Aħna identifikajna t-traskriptome dinamiku u mogħdijiet arrikkit ta 'ġeni espressi b'mod differenzjali bejn jum 8 u jum 1 permezz ta' analiżi ta 'arrikkiment DVID u Analiżi ta' Arrikkiment tas-Sett tal-Ġene. Imbagħad, id-diversità tar-repertorju taċ-ċelluli T ġiet analizzata b'MiXCR.

Riżultati

B'mod ġenerali, 37 pazjent kellhom sepsis, u dawk li rrispondew u dawk li ma rrispondewx ġew miġbura permezz ta' analiżi tal-komponenti prinċipali. Punteġġi SOFA b'mod sinifikanti ogħla f'jum 7, ġranet itwal tal-ventilatur, tul ta 'żjara fl-ICU, u mortalità fl-isptar instabu fil-grupp li ma wieġeb, milli fil-grupp li wieġeb. Fit-8 jum f'pazjenti anzjani ta 'l-ICU b'sepsis, ġeni relatati ma' immunità u infjammazzjoni intrinsika, bħal ZDHCC19, ALOX15, FCER1A, HDC, PRSS33, u PCSK9, ġew irregolati. Il-ġeni espressi b'mod differenzjali (DEGs) ġew arrikkit fir-regolamentazzjoni tat-traskrizzjoni, rispons immuni adattiv, produzzjoni ta 'immunoglobulina, regolazzjoni negattiva tat-traskrizzjoni, u rispons immuni. Barra minn hekk, kien hemm diversità ogħla ta' riċetturi taċ-ċelluli T fil-ġurnata-8 fil-grupp li rrispondew, milli fil-ġurnata-1, li jindika li kellhom irkupru regolat aħjar minn sepsis meta mqabbel mal-pazjenti li ma rrispondewx. .

Konklużjoni

Il-mortalità u l-inċidenza ta' sepsis kienu t-tnejn għoljin f'individwi anzjani. Aħna identifikajna karatteristiċi bijoloġiċi rilevanti għall-mortalità u karatteristiċi traskrittomiċi b'passaġġ funzjonali u analiżi MiXCR ibbażati fuq data RNA-Seq; u sabet li l-grupp ta 'rispons kellu immunità intrinsika regolata 'l fuq u żiedet id-diversità taċ-ċelluli T; meta mqabbla mal-grupp li ma wieġbux. RNA-Seq jista' jkun kapaċi joffri informazzjoni komplementari addizzjonali għat-tbassir preċiż u bikri tar-riżultati tat-trattament.

sistema immunitarja li żżid il-pjanti cistanche

Kliem ewlieni

Sepsis, RNA-Seq, Pazjent ICU Anzjan, Ġeni espressi b'mod differenzjali, riċettur taċ-ċelluli T

Introduzzjoni

Is-sepsis huwa sindromu kliniku li potenzjalment huwa ta' theddida għall-ħajja. Huwa prodott minn rispons diżordinat tal-ospitanti għall-infezzjoni u huwa theddida globali għas-saħħa eteroġenja ħafna u letali, partikolarment fil-popolazzjoni anzjana [1, 2]. Studji preċedenti sabu li pazjenti anzjani huma f'riskju ogħla għal sepsis u għandhom severità tal-marda ogħla minn dawk fil-popolazzjoni ġenerali [3]. In-numru ta’ pazjenti anzjani li jiddaħħlu fl-unità tal-kura intensiva (ICU) minħabba sepsis kien qed jiżdied b’mod kostanti fl-aħħar għoxrin sena minħabba ż-żieda kostanti fin-numru ta’ individwi anzjani [4]. Notevolment, minkejja intensità għolja ta 'kura, il-mortalità tibqa' għolja f'pazjenti anzjani ammessi fl-ICU, iżda studji li jindirizzaw il-mogħdijiet bijoloġiċi rilevanti għar-rispons tat-trattament f'pazjenti anzjani b'sepsis għadhom nieqsa [5]. Is-sistema immunitarja tal-anzjani tgħaddi minn bosta bidliet bijoloġiċi hekk kif jixjieħu, li jinfluwenzaw ir-rispons immuni tal-anzjani, li jirriżultaw f'probabbiltà akbar ta 'kundizzjonijiet immunokompromessi [6]. L-immunità adattiva kompromessa hija meqjusa bħala karatteristika kruċjali tal-immunosenescence fl-anzjani [7, 8], iżda l-karatteristiċi traskrittomiċi waqt is-sepsis fl-anzjani għadhom mhux esplorati. Dawn il-bidliet jiddeterminaw mhux biss is-suxxettibilità għal infezzjonijiet batteriċi iżda wkoll il-progressjoni tas-sepsis u r-riżultati kliniċi [6]. Għalhekk, huwa kritiku li jiġu investigati r-risponsi immunoloġiċi li jvarjaw u l-karatteristiċi bijoloġiċi rilevanti għall-mortalità f'pazjenti anzjani ammessi fl-ICU [9, 10].

Is-sepsis hija eteroġenja ħafna u kkaratterizzata minn reazzjonijiet immunoloġiċi kumplessi u dinamiċi, li jinvolvu rispons infjammatorju eċċessiv inizjali segwit minn immunità adattiva disregolata/eżawrita [11]. Diversi studji wrew immunità adattiva mibdula wara sepsis; l-hekk imsejħa immunoparalisi tidher li hija waħda mill-karatteristiċi immunoloġiċi ewlenin li jwasslu għal immunità kompromessa persistenti f'pazjenti b'sepsis [12]. RNA-Seq intuża fi studji preċedenti biex tinstab il-firma transcriptomic, jew "subendotype," f'pazjenti b'sepsis. Is-sottoġenotipi li huma assoċjati ma 'sepsis huma titjib bikri ta' disfunzjoni tal-organi wara sepsis, immunità adattiva mnaqqsa fost pazjenti immunokompromessi, u rispons għal sterojdi f'pazjenti b'xokk settiku [13, 14]. Bl-użu tad-dejta RNA-Seq, għodod analitiċi, bħal MiXCR, ġew żviluppati reċentement biex jikkwantifikaw id-diversità tar-riċetturi taċ-ċelluli T (TCRs) [15, 16]. F'dan l-istudju, investigajna t-traskriptome dinamiku ta 'pazjenti settiċi billi eżaminajna kampjuni paired minn jum 1 u jum 8 u sibna li pazjenti settiċi immunokompromessi kienu naqsu d-diversità taċ-ċelluli T u kkompromettew il-funzjoni taċ-ċelluli T. Dan l-istudju kellu l-għan li jesplora karatteristiċi bijoloġiċi rilevanti għall-mortalità u karatteristiċi traskrittomiċi, biex jikseb għarfien aħjar tas-sinjalar adattiv assoċjat mal-immunità f'pazjenti anzjani li ddaħħlu fl-ICU għal sepsis.

cistanche tubulosa-titjib tas-sistema immuni

Ikklikkja hawn biex tara l-prodotti Cistanche Enhance Immunity

【Staqsi għal aktar】 Email:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Materjali u metodi Disinn ta' studju u ġbir ta' data

L-istudju ġie approvat mill-Bord ta 'Reviżjoni Istituzzjonali tat-TCVGH (IRB nru CE20069B), u nkiseb il-kunsens infurmat mill-parteċipanti kollha. Sebgħa u tletin pazjent anzjani tal-ICU ġew reklutati mill-Isptar Ġenerali tal-Veterani ta’ Taichung (TCVGH) minn Diċembru 2018 sa Jannar 2022. Fiż-żmien tar-reġistrazzjoni, inġabret informazzjoni demografika, u ttieħdu kampjuni tad-demm tal-linja bażi fl-1 u l-jum 8. Biex tiġi ppreservata l- transcriptome, żewġ alikwoti ta '4 ml ta' demm inġabru f'vacutainers EDTA sterili u immedjatament trasferiti għal kunjetti ħielsa minn RNAse li fihom 10.5 ml RNAlater® (TermoFisher, Waltham, MA, USA).

Estrazzjoni u sekwenzar tal-RNA

F'dan l-istudju, estrajna l-RNA bil-Kit PAXgene tal-RNA tad-Demm, u n-numru medju tal-integrità tal-RNA (RIN) kien 8.31±0.58. L-istruzzjonijiet tal-manifattur ġew segwiti meta tinbena l-librerija, u ntuża 1,000 ng ta 'RNA frammentat f'esperimenti sussegwenti. 150-bp paired-end reads intuża għal RNA-Seq fuq il-pjattaforma NovaSeq (Illumina, Inc., San Diego, CA, l-Istati Uniti), u kull kampjun kellu mill-inqas 50–60 miljun qari. Is-sett tad-dejta RNA-seq ġie depożitat fiċ-Ċentru Nazzjonali għall-Informazzjoni dwar il-Bijoteknoloġija (NCBI) Gene Expression Omnibus (GEO) taħt in-numru ta 'adeżjoni GSE216902. Is-sett tad-dejta ntuża għall-proporzjonijiet taċ-ċelluli u l-analiżi tal-mogħdija.

Punteġġ tal-valutazzjoni sekwenzjali tal-falliment tal-organi (SOFA).

Il-punteġġ tal-valutazzjoni sekwenzjali tal-falliment tal-organi (SOFA) huwa valur numeriku tal-falliment tal-organi relatat mas-sepsis, jiġifieri, jikkwantifika n-numru u s-severità tal-organi falluti. Kull punteġġ ivarja minn 0 sa 4, b'punteġġ ogħla li jindika disfunzjoni tal-organi li tmur għall-agħar [17]. Aħna użajna l-bidla dinamika fil-punteġġi SOFA biex niddefinixxu dawk li rrispondew (R) u dawk li ma wieġbux (NR), u parteċipant kien ikklassifikat bħala NR jekk it-tnaqqis fil-punteġġ SOFA minn jum 1 sa jum 7 kien inqas minn 2 [13, 18, 19] .

Analiżi bijoinformatika ta 'data RNA-Seq 

Is-sekwenzjar kien ta' kwalità għolja, intużaw punteġġi Phred ta' 30, u HISAT2 immappjat is-sekwenza tal-qari mal-ġenoma ta' referenza (GRCh38/hg38) [20]. Il-pakkett R DEseq2 [21] intuża biex jidentifika l-ġeni espressi b'mod differenzjali (DEGs), u l-għadd tal-qari ġew ikkalkulati bl-użu ta ' featureCounts [22]. Ir-rata medja tal-mapping u l-għadd tal-qari kienu 87.6±4.8% u 65.5±17.6 miljun qari, rispettivament. Il-pakkett tal-profiler [23] R ġie utilizzat biex iwettaq arrikkiment funzjonali u analiżi tal-mogħdija bbażati fuq il-Ġenomi (KEGG, https://www.genome.jp/kegg/) u l-Ontoloġija tal-Ġene (GO, http://geneontology.org /) databases. Valur p ikkoreġut ta' inqas minn 0.05 tqies li kien arrikkit b'mod sinifikanti. Il-ġeni kollha espressi b'mod differenzjali ġew annotati funzjonalment bl-użu tal-Analiżi tal-Arrikkiment tas-Set tal-Ġene (GSEA) [24], u nħolqot mappa tal-arrikkiment viżwalizzata Cytoscape 3.9.0 [25]. Aħna viżwalizzajna r-riżultati tal-GSEA billi użajna mappa ta 'arrikkiment, li torganizza settijiet ta' ġeni f'netwerk ta 'xebh. In-node, il-link, u l-kulur tan-node jirrappreżentaw is-sett tal-ġeni, il-koinċidenza tal-ġeni membri, u l-punteġġ tal-arrikkiment [24], rispettivament.

Diversità ta 'analiżi TCR

Id-dejta tal-RNA-Seq intużat f'MiXCR v3.0.13 [15, 16] biex tikkwantifika l-klonotipi ta' pazjenti b'sepsis ibbażati fuq protokoll irrappurtat qabel [14]. Is-softwer VDJTools v 1.2.1 [26] ġie utilizzat biex jiġi kkalkulat l-għadd tar-reġjun li jiddetermina l-komplementarjetà-3 (CDR3) u d-diversità tal-kampjuni wara l-akkwist tal-klonotipi kwantitizzati.

Analiżi statistiċi

Aħna użajna t-test Kolmogorov–Smirnov biex niċċekkjaw in-normalità u sibna li d-distribuzzjoni ta 'diversi varjabbli, inkluż il-ġurnata tal-ventilatur, it-tul tal-waqfa fl-ICU, u t-tul tal-waqfa fl-isptar, kienu xellugi distorti. Biex nippreżentaw id-dejta fil-format unifikat, ippreżentajna frekwenzi ta 'varjabbli kategoriċi (perċentwali) għal varjabbli kategoriċi u varjabbli kontinwi bħala medjan (firxa interkwartili, IQR). Id-differenzi bejn iż-żewġ gruppi ġew analizzati bl-użu tat-test Mann-Whitney U għal varjabbli kontinwi u t-test eżatt ta 'Fisher għal varjabbli kategoriċi. Il-livell ta' sinifikat ġie stabbilit għal 0.05, u l-analiżi statistiċi kienu fuq żewġ naħat. Il-verżjoni R 4.1.0 intużat biex twettaq l-analiżi tad-dejta kollha.

cistanche tubulosa-titjib tas-sistema immuni

Riżultati Karatteristiċi tal-pazjent u punteġġi SOFA

F'dan l-istudju, irreġistrajna 37 pazjent anzjan b'sepsis [età medjana 83 sena (IQR: 79–87 sena)] (Tabella 1). Bl-analiżi tal-komponenti prinċipali, osservajna li diverġenza bejn il-ġurnata-1 u l-ġurnata-8 kienet aħjar fil-pazjenti li rrispondew (grupp ta’ rispons, R) milli fil-pazjenti li ma rrispondewx (grupp li ma rrispondewx, NR), li jindika rkupru regolat minn sepsis fil-grupp immunokompetenti (Fajl addizzjonali 1: Fig. S1). B'mod ġenerali, fost is-37 pazjent, kien hemm 23 pazjent li jirrispondu (grupp li wieġeb, R) b'età medjana ta' 82 sena (IQR: 79.5–86.5 snin) u 14-il pazjent li ma rrispondewx (grupp li ma wieġeb, NR) b' età medjana 84 sena (IQR: 79–88 sena). Tabella 1 turi l-karatteristiċi bażiċi tal-grupp ta 'studju. Albumina ogħla (medjan 3.3 mg/dl, IQR: 3-3.7 mg/dl) u proteina C-reattiva aktar baxxa (medjan 9.16 mg/dl, IQR: 3.9-17.5 mg/dl) kienu osservati fit-trattament milli fil-kontropartijiet tagħhom. Meta mqabbel mal-grupp li wieġeb, il-grupp li ma rrispondewx kellu punteġġi SOFA ogħla b'mod sinifikanti f'jum 7, ġranet itwal tal-ventilatur, tulijiet itwal ta 'żjara fl-ICU, u mortalità ogħla fl-isptar.

Traskriptoma dinamiku distint f'pazjenti anzjani ICU b'sepsis

Kif muri f'Fig. 1A, bl-użu ta 'analiżi tal-komponenti prinċipali fuq l-aqwa 500 ġeni varjabbli mill-kampjuni kollha, skoprejna li pazjenti anzjani ta' sepsis fl-unità tal-kura intensiva kellhom transcriptomes differenti b'mod sinifikanti f'jum 1 u jum 8. Il-ġeni ta 'espressjoni differenzjali ( DEGs) imbagħad ġew identifikati billi tqabbel il-profili tal-espressjoni tal-ġeni bejn jum 8 u jum 1 f’pazjenti anzjani tal-ICU bl-użu tal-kriterji ta’ p<0.01 and log fold change>0.25 jew<− 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). 

Analiżi ta 'arrikkiment DAVID tat-traskriptome dinamiku

Biex nuru l-alterazzjoni tal-mogħdijiet bijoloġiċi f'pazjenti anzjani tal-ICU bejn jum 8 u jum 1, urejna l-mogħdija arrikkita billi użaw is-server online DAVID v6.8. Kif muri fil-Fig. 2, Gene Ontology (GO) plots bużżieqa ġew mibnija għall-proċessi bijoloġiċi tal-aqwa 20 DEGs mis-sett tad-dejta. Sibna li d-DEGs mill-pazjenti anzjani tal-ICU b'sepsis ġew arrikkit fir-regolamentazzjoni tat-traskrizzjoni, rispons immuni adattiv, produzzjoni ta 'immunoglobulina, regolazzjoni negattiva tat-traskrizzjoni, u rispons immuni. L-analiżi funzjonali DAVID GO hija ppreżentata f'Fig. 3. Meta mqabbla mal-kontrolli, annotazzjonijiet funzjonali ta 'proteini kodifikati minn ġeni f'DEGs urew b'mod sinifikanti (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.

Tabella 1 Karatteristiċi ta' pazjenti anzjani ICU b'sepsis

Fig. 1 Analiżi tal-komponenti prinċipali A u plot tal-vulkan B tat-traskriptome bejn jum-1 u jum-8

Fig. 2 Analiżi funzjonali u ta' arrikkiment tal-mogħdija ta' ġeni espressi b'mod differenzjali ma' DAVID permezz ta' bubble plot

Fig. 3 Analiżi tal-Ontoloġija tal-Ġene funzjonali DAVID (GO) tal-proċess bijoloġiku (BP), il-komponent ċellulari (CC) u l-funzjoni molekulari (MF)

TCR analiżi b'MiXCR f'pazjenti anzjani ICU b'sepsis

Meta wieħed iqis li l-gruppi R u NR irkupraw mis-sepsis permezz ta’ mogħdija speċifika ta’ sinjalazzjoni tar-riċettur taċ-ċelluli T, bl-użu tan-numru ta’ CDR3 uniku, D50, u l-indiċi Simpson invers, użajna MiXCR biex niddeterminaw id-diversità tar-riċettur taċ-ċelluli T (TCR). ) (Fig. 5A–C). F'jum 8, l-indiċi CDR3, D50 u Simpson invers tal-grupp R kienu ogħla b'mod sinifikanti minn jum 1. Barra minn hekk, l-indiċi D50 kien ogħla b'mod sinifikanti fil-grupp R milli fil-grupp NR fil-jum 8 (Fig. 5B). Fl-aħħarnett, ivvalutajna d-diversità ta 'CDR3 uniku bl-użu tal-indiċi Simpson invers, li jirrifletti klonotipi abbundanti. Aħna osservajna mudell simili, b'diversità akbar ta 'TCR fil-grupp R, partikolarment fil-jum 8 (Fig. 5C).

Diskussjoni

Dan l-istudju juri li l-karatteristiċi bijoloġiċi rilevanti għall-mortalità u s-sinjalar adattiv assoċjat mal-immunità bl-użu tat-traskriptomika, li jqabbel id-differenzi bejn jum 1 u jum 8 (Fajl addizzjonali 1: Fig. S1), jistgħu jidentifikaw b'mod affidabbli pazjenti anzjani tal-ICU b'sepsis u jiddistingwu pazjenti li ma jirrispondux minn pazjenti li jirrispondu. . Studji preċedenti li jinvestigaw il-bijomarkaturi tas-sepsis kienu jiddependu fuq l-għażla ta’ funzjonijiet u mogħdijiet bijoloġiċi magħrufa li jużaw metodi bbażati fuq l-għarfien [28], u numru żgħir biss ta’ studji immiraw direttament ġeni li l-funzjonijiet tagħhom ma ġewx deskritti b’mod sħiħ [29]. F'dan l-istudju, adottajna RNA-Seq biex nidentifikaw karatteristiċi bijoloġiċi u immunoloġiċi f'pazjenti anzjani ICU b'sepsis permezz ta 'analiżi tal-komponenti prinċipali, analiżi differenzjali tal-espressjoni tal-ġeni, u MiXCR. L-immunità innata u l-infjammazzjoni, bħal ZDHCC19, ALOX15, FCER1A, HDC, PRSS33, u PCSK9, kienu regolati 'l fuq f'pazjenti anzjani ICU b'sepsis. ZDHHC19 huwa palmitoyltransferase u jimmedja l-palmitoylation ta 'RRAS, li jwassal għal żieda fil-vijabbiltà taċ-ċelluli [30]. L-analiżi tal-espressjoni tal-ġeni mal-ġenoma kollu ġiet marbuta ma 'żieda fl-espressjoni f'pazjenti ICU b'sepsis ikkawżata minn peritonite fekali [31]. HDC (histidine decarboxylase, HDC) huwa membru tal-familja ta 'decarboxylase tal-grupp II u jifforma homodimer li juża piridossal fosfat biex jikkonverti L-histidine f'istamina. Studju fuq l-annimali li sar minn Hattori et al. [32] użaw ġrieden knockout tal-ġene HDC (HDC−/−). Wara li jinduċu sepsis permezz ta' ligazzjoni u titqib taċ-ċekali (CLP), ġrieden knockout HDC urew livelli mnaqqsa ta' istamina fil-plażma, u ż-żieda fil-livelli ta' TNF, IL-1b, IL-6, u MCP1 f'sepsis kienu attenwati meta kien hemm nuqqas ta' plażma. istamina [32]. Produzzjoni anormali ta 'ċitokini indotta minn sepsis u korriment ta' organi multipli (pulmun, fwied u kliewi) tnaqqsu b'mod sinifikanti fil-ġrieden knockout HDC meta mqabbla mal-ġrieden WT C57BL/6 J. L-inibizzjoni tal-espressjoni tal-HDC impedixxa l-ħsara fit-tessut infjammatorju u tejbet is-sopravivenza fil-ġrieden b'sepsis indotta minn CLP [32]. Barra minn hekk, l-istamina tista 'tippromwovi l-produzzjoni ta' ċitokini proinfjammatorji, li huma regolati mill-fattur ta 'traskrizzjoni NF-κB. Taħt sepsis indotta minn CLP, il-ġrieden knockout HDC kellhom tnaqqis sinifikanti fl-attività ta 'NF-κB fin-nukleu meta mqabbla mal-ġrieden WT [32]. Dan ir-riżultat jindika li l-istamina tinduċi s-sintesi ta 'ċitokini u chemokines proinfjammatorji billi żżid l-attività NF-kB.

Riċerka reċenti wriet li ALOX15 u FCER1A huma kruċjali għall-patoġenesi tas-sepsis batterjali [33, 34]. ALOX15, enzima perossidant tal-lipidi, hija ġene funzjonali lipoxygenase (LOX) [35], li jossidizza l-aċidi grassi polyunsaturated u ġiet marbuta ma’ varjetà ta’ proċessi fiżjoloġiċi kif ukoll il-patoġenesi ta’ mard newrodeġenerattiv, infjammatorju u iperproliferattiv [35, 36]. ALOX15 u l-metaboliti tiegħu huma implikati fil-patofiżjoloġija ta 'mard infjammatorju multipli, bħal sepsis, artrite, ażma, fibrożi ċistika, u aterosklerożi [36]. FCER1A (framment Fc tar-riċettur IgE Ia, FCER1A), proteina relatata mal-immunità, hija l-fattur tal-bidu ta 'reazzjonijiet allerġiċi u għandu rwol fl-infjammazzjoni allerġika [37, 38]. FCER1A ġie implikat fir-regolazzjoni tal-proċessi metaboliċi u r-regolamentazzjoni immuni fi studji preċedenti. [38, 39]. Barra minn hekk, l-ażżma hija aktar probabbli li sseħħ meta FCER1B u ġeni infjammatorji oħra relatati mal-immunoglobulina jinteraġixxu [39]. Barra minn hekk, PCSK9 (proprotein convertase subtilisin/kexin type- 9, PCSK9) ġie identifikat bħala regolatur ċentrali tal-livelli tal-LDL-C fil-plażma mill-abbiltà tiegħu li jorbot mar-riċettur LDL (LDLR) u jqanqalha għad-degradazzjoni liżosomali fiċ-ċelloli. , li jwassal għal degradazzjoni ta 'LDLR u żieda fil-livelli tal-kolesterol LDL [40].

cistanche tubulosa-titjib tas-sistema immuni

Fl-istudju preżenti, użajna l-arrikkiment KEGG u GO biex niddeterminaw l-annotazzjoni funzjonali ta 'dawn il-ġeni sabiex ninvestigaw l-involviment ta' DEGs espressi minn pazjenti anzjani ICU b'sepsis f'BP, MF, u mogħdijiet molekulari ta 'FH. Dawn id-DEGs kienu primarjament arrikkit fir-regolamentazzjoni tat-traskrizzjoni, rispons immuni adattiv, produzzjoni ta 'immunoglobulina, regolazzjoni negattiva tat-traskrizzjoni, u rispons immuni (Fig. 2). Bnejna netwerk irranġat funzjonalment ta 'termini GO/mogħdija bl-użu tal-plugin Cytoscape ClueGO/CluePedia, interpretazzjoni mtejba għal termini bijoloġiċi. Dan il-plugin għenna wkoll nivviżwalizzaw in-netwerks li huma miġbura funzjonalment minn raggruppamenti ta 'ġeni akbar [41]. Aħna utilizzajna l-plugin ClueGO biex nidentifikaw il-mogħdijiet molekulari regolati b'mod differenzjat u l-interazzjonijiet sinifikanti tal-ġeni tagħhom ibbażati fuq valuri p u statistika kappa biex niksbu stampa komprensiva tad-DEGs involuti fis-sepsis. Barra minn hekk, id-DEGs kienu arrikkit b'mod sinifikanti fl-attività ta 'traskrizzjoni u l-irbit tal-proteini meta MF minn GO ġie analizzat (Fig. 3). Dawn ir-riżultati jindikaw li l-analiżi tal-arrikkiment funzjonali jirreferu b'mod partikolari għal mogħdijiet ta' sinjalazzjoni taċ-ċelluli tal-immunità relatati ma' rispons ċellulari għal motivi patoġeniċi jew ċitokini. Dawn x'aktarx huma riżultati mistennija għal pazjenti settiċi u jeħtieġu aktar investigazzjoni biex jiċċaraw il-mogħdijiet fis-sepsis. Ibbażat fuq statistika kappa u valuri p, sibna li fost il-proċessi bijoloġiċi arrikkit u mogħdijiet molekulari, is-sinjalar taċ-ċitokini fis-sistema immunitarja, is-sistema immuni adattiva, il-perċezzjoni sensorja, is-sistema immuni intrinsika, u l-interazzjonijiet immunoregolatorji bejn limfoid u mhux limfoid ċelluli kienu disregolati u kienu assoċjati b'mod sinifikanti mal-progressjoni ta 'sepsis f'pazjenti anzjani ICU b'sepsis (Fig. 4).

Barra minn hekk, urejna d-diversità taċ-ċelluli T f’pazjenti anzjani b’sepsis u użajna MiXCR biex tanalizza s-sekwenza mhux ipproċessata ta’ RNA-Seq biex tiddetermina klonotipi ta’ TCRs, li għamilha possibbli għalina li fl-istess ħin neżaminaw id-diversità tat-TCRs u t-traskriptome kollu. 15]. F'dan l-istudju ntużaw RNA-Seq u MiXCR biex jidentifikaw is-sinjalar taċ-ċelluli T u r-riżultati wrew li d-diversità TCR tal-grupp R fil-ġurnata-8 kienet akbar minn dik fil-ġurnata-1 (Fig. 5) . Meta mqabbel mal-grupp NR, il-grupp R kellu valuri ta' CDR3, D50, u indiċi Simpson inversi b'mod sinifikanti ogħla fil-ġurnata-8, milli fil-ġurnata-1. Is-sinifikat tad-diversità indotta ta 'TCRs f'pazjenti anzjani tal-ICU b'sepsis hija enfasizzata wkoll minn din l-evidenza, li turi l-vijabbiltà tal-użu tad-dejta RNA-Seq u MiXCR biex tindirizza d-diversità ta' TCRs f'pazjenti b'sepsis. L-istudju tagħna għandu xi limitazzjonijiet li għandhom jiġu nnotati. L-ewwel, il-grupp ta 'pazjenti investigati f'dan l-istudju kien żgħir. Għalhekk, investigazzjonijiet ta 'popolazzjonijiet diversi b'daqs akbar ta' kampjun jgħinu biex nikkonfermaw id-dejta tagħna. It-tieni, użajna l-RNA-Seq tal-massa f'dan l-istudju, u esperimenti futuri sc-RNA-Seq u funzjonali huma ġġustifikati għall-validazzjoni fil-livell ċellulari. Barra minn hekk, l-approċċ ta 'amplifikazzjoni rapida 5' tat-truf tal-cDNA (5'-RACE) jista' jintuża biex jinvestiga r-repertorju taċ-ċelluli T, li jista 'jikkonferma aktar is-sejbiet tagħna. It-tielet, aħna vvalutajna l-funzjonijiet bijoloġiċi u molekulari ta 'risponsi infjammatorji f'pazjenti b'sepsis bl-użu ta' data RNA-Seq. Huma meħtieġa aktar studji funzjonali biex jiċċaraw ir-rwoli fis-sepsis.

Fig. 4 L-arrikkiment permezz tat-termini tal-Ontoloġija tal-Ġene (GO) ġie viżwalizzat bl-użu tal-plugin ClueGO/CluePedia minn Cytoscape

Fig. 5 Diversità tar-riċettur taċ-ċelluli T fil-ġurnata-1 u l-ġurnata-8. Għadd (A), CDR3 uniku (B), D50, u (C) tal-indiċi Simpson invers. *<0.05, **<0.005

Konklużjonijiet

L-inċidenza u l-mortalità tas-sepsis huma t-tnejn għoljin f'individwi anzjani. L-istudju tagħna daħħal individwi anzjani morda b'mod kritiku b'sepsis u identifika karatteristiċi bijoloġiċi rilevanti għall-mortalità u karatteristiċi traskrittomiċi b'passaġġ funzjonali u analiżi MiXCR ibbażati fuq data RNA-Seq. Meta mqabbel ma 'jum 1, sibna immunità intrinsika regolata 'l fuq u żieda fid-diversità taċ-ċelluli T fost pazjenti li jirrispondu fit-8 jum, li jindika li l-pazjenti li jirrispondu kellhom irkupru regolat aħjar minn sepsis meta mqabbla mal-pazjenti li ma jirrispondux. Biex timplimenta tbassir preċiż u bikri, l-użu ta 'test ta' RNA-Seq jista 'joffri informazzjoni komplementari addizzjonali għat-tbassir bikri tar-riżultati tat-trattament.

Referenzi

1. Seymour CW, Kennedy JN, Wang S, Chang CH, Elliott CF, Xu Z, et al. Deri- vazzjoni, validazzjoni, u implikazzjonijiet potenzjali ta 'trattament ta' fenotipi kliniċi ġodda għal sepsis. ĠAMA. 2019;321(20):2003–17.

2. Sweeney TE, Azad TD, Donato M, Haynes WA, Perumal TM, Henao R, et al. Analiżi mhux sorveljata tat-traskriptomika f'sepsis batterjali fuq settijiet ta' dejta multipli tiżvela tliet raggruppamenti robusti. Crit Care Med. 2018;46(6):915–25.

3. de Lange DW, Brinkman S, Flaatten H, Boumendil A, Morandi A, Andersen FH, et al. Punteġġ pronjostiku kumulattiv li jbassar il-mortalità f'pazjenti akbar minn 80 sena ammessi fl-ICU. J Am Geriatr Soc. 2019;67(6):1263–7.

4. Flaatten H, de Lange DW, Artigas A, Bin D, Moreno R, Christensen S, et al. L-istatus tar-riċerka fil-mediċina tal-kura intensiva u aġenda futura għal pazjenti qodma ħafna fl-ICU. Kura Intensiva Med. 2017;43(9):1319–28.

5. Guidet B, de Lange DW, Boumendil A, Leaver S, Watson X, Boulanger C, et al. Il-kontribut tal-fraġilità, il-konjizzjoni, l-attività tal-ħajja ta 'kuljum u l-komorbiditajiet fuq ir-riżultat f'pazjenti ammessi b'mod akut ta' aktar minn 80 sena f'ICUs Ewropej: l-istudju VIP2. Kura Intensiva Med. 2020;46(1):57–69.

6. Stahl EC, Brown BN. Strateġiji ta' terapija taċ-ċelluli biex tiġġieled ix-xjenza tal-immunoġeni. Organoġenesi. 2015;11(4):159–72.

7. Martin S, Perez A, Aldecoa C. Sepsis u immunosenescence fil-pazjent anzjan: reviżjoni. Front 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. Immunità adattiva speċifika għall-antiġen għal SARS-CoV-2 f'COVID-19 akut u assoċjazzjonijiet mal-età u s-severità tal-marda. Ċellula. 2020;183(4):996-1012 e1019.

9. Leblanc G, Boumendil A, Guidet B. Għaxar affarijiet li għandek tkun taf dwar pazjenti anzjani morda b'mod kritiku. Kura Intensiva Med. 2017;43(2):217–9.

10. Guidet B, Vallet H, Boddaert J, de Lange DW, Morandi A, Leblanc G, et al. Nieħdu ħsieb il-pazjenti morda b'mod kritiku 'l fuq minn 80: reviżjoni narrattiva. Ann Kura Intensiva. 2018;8(1):114.

11. Brady J, Horie S, Lafey JG. Rwol tar-rispons immuni adattiv fis-sepsis. Kura Intensiva Med Exp. 2020;8(1):20.

12. Martin MD, Badovinac VP, Grifth TS. Risposti taċ-ċelluli T CD4 u l-istat ta 'immunoparaliżi kkaġunat mis-sepsis. Quddiem Immunol. 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. Identifikazzjoni ta' profil ta' transcriptome assoċjat ma' titjib tal-funzjoni ta' l-organi f'pazjenti b'xokk settiku wara terapija ta' appoġġ bikrija. Crit Care. 2018;22(1):312.

14. Cheng PL, Chen HH, Jiang YH, Hsiao TH, Wang CY, Wu CL, et al. L-użu ta 'RNA-Seq biex jinvestiga l-karatteristiċi tal-metaboliżmu immuni f'pazjenti immunokompromessi b'sepsis. Front 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: softwer għall-profiling komprensiv tal-immunità adattiva. Metodi Nat. 2015;12(5):380–1.

16. Bolotin DA, Poslavsky S, Davydov AN, Frenkel FE, Fanchi L, Zolotareva OI, et al. Profili tar-repertorju tar-riċetturi ta' l-antiġeni minn data 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. Użu tal-punteġġ SOFA biex tiġi vvalutata l-inċidenza ta' disfunzjoni/falliment tal-organi f'unitajiet ta' kura intensiva: riżultati ta' studju multiċentriku, prospettiv Grupp ta' ħidma dwar "problemi relatati mas-sepsis" tas-Soċjetà Ewropea tal-Mediċina tal-Kura Intensiva. Crit Care 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. Utilità tal-punteġġi SOFA u Delta-SOFA għat-tbassir tar-riżultati f'pazjenti morda b'mod kritiku mid-dipartiment tal-emerġenza. Eur J Emerg Med. 2018;25(6):387–93.

19. Jones AE, Trzeciak S, Kline JA. Il-punteġġ tal-valutazzjoni tal-falliment sekwenzjali tal-organi għat-tbassir tar-riżultati f'pazjenti b'sepsis severa u evidenza ta 'ipoperfużjoni fil-ħin tal-preżentazzjoni tad-dipartiment tal-emerġenza. Crit Care Med. 2009;37(5):1649–54.

20. Kim D, Langmead B, Salzberg SL. HISAT: aligner veloċi spliced ​​b'rekwiżiti ta 'memorja baxxi. Metodi Nat. 2015;12(4):357–60.

21. Anders S, Huber W. Analiżi ta 'espressjoni differenzjali għal data ta' għadd ta 'sekwenza. Ġenoma Biol. 2010;11(10):R106.

22. Liao Y, Smyth GK, Shi W. FeatureCounts: programm effiċjenti ta 'skop ġenerali biex jassenja qari ta' sekwenza għal karatteristiċi ġenomiċi. Bijoinformatika. 2014;30(7):923–30.

23. Raudvere U, Kolberg L, Kuzmin I, Arak T, Adler P, Peterson H, et al. g: Profiler: server tal-web għall-analiżi tal-arrikkiment funzjonali u l-konverżjonijiet tal-listi tal-ġeni (aġġornament tal-2019). Aċidi Nukleiċi Res. 2019;47(W1):W191–8.

24. Merico D, Isserlin R, Stueker O, Emili A, Bader GD. Mappa tal-arrikkiment: metodu bbażat fuq netwerk għall-viżwalizzazzjoni u l-interpredazzjoni tal-arrikkiment tas-sett tal-ġeni. PLoS WIEĦED. 2010;5(11):e13984.

25. Shannon P, Markiel A, Ozier O, Baliga NS, Wang JT, Ramage D, et al. Cytoscape: ambjent ta' softwer għal mudelli integrati ta' netwerks ta' interazzjoni bijomolekulari. Ġenoma Res. 2003;13(11):2498–504.

26. Andersen ES. Tbassir u disinn ta 'strutturi tad-DNA u RNA. N Il-bijoteknoloġija. 2010;27(3):184–93.

27. Le Gall JR, Lemeshow S, Saulnier F. Punteġġ ġdid ta 'fiżjoloġija akuta simplifikata (SAPS II) ibbażat fuq studju multiċentriku Ewropew/Amerika ta' Fuq. ĠAMA. 1993;270(24):2957–63.

28. Sutherland A, Thomas M, Brandon RA, Brandon RB, Lipman J, Tang B, et al. Żvilupp u validazzjoni ta' test dijanjostiku ġdid ta' bijomarkatur molekulari għall-iskoperta bikrija ta' sepsis. Crit Care. 2011;15(3):R149.

29. Lukaszewski RA, Jones HE, Gersuk VH, Russell P, Simpson A, Brealey D, et al. Dijanjosi presintomatika ta 'infezzjoni wara l-operazzjoni u sepsis bl-użu ta' firem ta 'espressjoni tal-ġeni. Kura Intensiva Med. 2022. https://doi. org/10.1007/s00134-022-06769-z.

30. Niu J, Sun Y, Chen B, Zheng B, Jarugumilli GK, Walker SR, et al. L-aċidi grassi u ZDHHC19 amplifikat bil-kanċer jippromwovu l-attivazzjoni ta 'STAT3 permezz ta' S-palmitoylation. Natura. 2019;573(7772):139–43.

31. Burnham KL, Davenport EE, Radhakrishnan J, Humburg P, Gordon AC, Hutton P, et al. Aspetti kondiviżi u distinti tar-rispons transcriptomic sepsis għal peritonite Fekali u pnewmonja. 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. Ir-rwol kritiku tal-istamina endoġena fil-promozzjoni tal-ħsara fit-tessut tal-organi tat-tarf fis-sepsis. Kura Intensiva Med Exp. 2016;4(1):36.

33. Reyes M, Filbin MR, Bhattacharyya RP, Billman K, Eisenhaure T, Hung DT, et al. Firma taċ-ċelluli immuni ta 'sepsis batterjali. Nat Med. 2020;26(3):333–40.

34. Tang-Huau TL, Gueguen P, Goudot C, Durand M, Bohec M, Baulande S, et al. Ċelloli dendritiċi u makrofaġi ġenerati mill-bniedem in vivo ġenerati minn monoċiti jippreżentaw antiġeni inkroċjati permezz ta 'passaġġ vakuolari. Nat Commun. 2018;9(1):2570.

35. Ivanov I, Kuhn H, Heydeck D. Bijoloġija strutturali u funzjonali tal-aċidu arakidoniku 15-lipoxygenase-1 (ALOX15). Ġene. 2015;573(1):1–32.

36. Singh NK, Rao GN. Rwol emerġenti ta' 12/15-Lipoxygenase (ALOX15) fil-patoloġiji umani. Prog Lipid Res. 2019;73:28–45.

37. Baioumy SA, Esawy MM, Shabana MA. Valutazzjoni ta 'FCepsilonRIa li tiċċirkola f'pazjenti b'urtikarja spontanja kronika u r-relazzjoni tagħha ma' varjabbli kliniċi u immunoloġiċi. Immunobijoloġija. 2018;223(12):807–11.

38. Liao EC, Chang CY, Hsieh CW, Yu SJ, Yin SC, Tsai JJ. Studju pilota esploratorju ta 'markaturi ġenetiċi għal mard allerġiku medjat minn IgE b'espressjonijiet ta' FcepsilonR1alpha u 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. Interazzjoni tal-ġeni b'erba 'locus bejn IL13, IL4, FCER1B, u ADRB2 għall-ażma fi tfal Ċiniżi Han. Pediatr Pulmonol. 2016;51(4):364–71.

40. Kosenko T, Golder M, Leblond G, Weng W, Lagace TA. Lipo-proteina ta' densità baxxa tingħaqad ma' proprotein convertase subtilisin/kexin tip-9 (PCSK9) fil-plażma umana u tinibixxi d-degradazzjoni tar-riċettur tal-lipoproteini ta' densità baxxa medjata minn PCSK9-. J Biol Chem. 2013;288(12):8279–88.

41. Bindea G, Mlecnik B, Hackl H, Charoentong P, Tosolini M, Kirilovsky A, et al. ClueGO: plug-in ta' Cytoscape biex jiddeċifra netwerks ta' ontoloġija tal-ġeni raggruppati funzjonalment u ta' annotazzjoni tal-mogħdijiet. Bijoinformatika. 2009;25(8):1091–3.