关键词:呼吸道合胞病*、中性粒细胞、转录组、干扰素
每个孩子都是父母的心头肉,对于父母来说,最大的心愿可能就是希望孩子健健康康地长大。孩子的一举一动,哪怕是轻轻的咳嗽都牵动着父母的心。
呼吸道合胞病*感染(RSV)是婴儿严重下呼吸道感染的病*之一,是造成婴幼儿肺炎和支气管炎的首要病因。在世界各国均有传播和流行,几乎每年或隔年出现一次较大流行。据《科学》杂志报道呼吸道合胞病*每年在全世界造成约万新生儿患下呼吸道和肺部严重疾病,并造成10多万人死亡。
下面就介绍一篇关于呼吸道合胞病*的相关研究报道,或许会带给我们新的启示。
研究背景
呼吸道合胞病*感染(RSV)最初认为是呼吸道上皮细胞和肺驻地巨噬细胞产生趋化因子和细胞因子,导致中性粒细胞募集,感染婴儿气道。但RSV期间中性粒细胞迁移和激活的分子机制尚不清楚。
研究目的
了解呼吸道合胞病*感染中的局部中性粒细胞生物学。
研究路线
研究方法
1.样本提取:外周血和/或气管支气管抽吸物(被称为痰)是从住院治疗严重RSV细支气管炎的16名婴儿(24个月)中得到。对照组取自正在接受手术,但没有呼吸道感染的婴儿。
2.细胞分选:用单克隆抗体流式细胞仪对中性粒细胞进行分类,采用CD66b+/CD14标记中性粒细胞。
3.差异表达分析:每个样本,每个基因读取计数,用R分析全局表达差异。采用TMM归一化计数法,通过主成分分析(PCA)(10个组分)和多维尺度(MDS)评估所有样品的整体转录谱差异。
研究结果
1.中性粒细胞有四个不同的转录谱,与来源组织(血液或痰)和RSV感染状态独立相关。
2.差异基因集分析表明气道中性粒细胞的特点是在RSV感染期间上调IL-6和IFN信号通路。
3.婴儿血中性粒细胞通过上调与细胞粘附、转录和翻译相关的基因对严重的RSV感染作出反应。
4.气道浸润的中性粒细胞具有干扰素特征。
图1(a)研究设计思路。(b)流式细胞仪显示痰和血样的中性粒细胞(PMN)分选。(c)四个样本组示意图。(d)基于每个PMN样本的转录谱的多维尺度分析(MDS)。
图2有无严重RSV支气管炎的婴儿肺部明显的局部中性粒细胞反应。(a)火山图显示RSV-SPMNS中的差异表达基因(DEGS)与RSV-BPMNS相比,上调基因(红色,个)和下调基因(蓝色,个)数量。(b)火山图显示Ctrl-SPMNS中的DEGS与Ctrl-BPMNS相比,上调基因(红色,个)和下调基因(蓝色,个)数量。(c)文恩图显示Ctrl-SPMNS与Ctrl-BPMNS(右圆)和RSV-SPMNS与RSV-BPMNS(左圆)中的DEGS。顶部:上调基因。底部:下调基因。(d)与RSV-BPMNS相比,在RSV-SPMNS中富集的前10个最重要的基因集:上调基因集(红色)和下调基因集(蓝色)。(e)与Ctrl-BPMNS相比,Ctrl-SPMNS中富集的前10个最重要的基因集。
图3(a)火山图比较RSV-BPMNS与Ctrl-BPMNS中上调基因(红色)和下调基因(蓝色)。(B)与Ctrl-BPMNS相比,RSV-BPMNS中十大最显著的富集基因集(全部上调)。
图4转录分析。(a)火山图显示与Ctrl-SPMNS相比,RSV-SPMNS中上调基因(红色)和下调基因(蓝色)。(b)a图前十显著富集基因集。(c)双向比较。(D)所有DEGS(灰点)和Log2(FC)图。
图5热图显示IFNA(HALLMAK)刺激的基因在每个样本中的表达。基因表达水平显示为行归一化Z分数,红色代表较高的表达和蓝色代表较低的表达。
图6热图显示重型RSV支气管炎患儿全身和局部中性粒细胞活化基因的转录分析。
研究结论
通过测定RSV支气管炎局部和全身中性粒细胞的全基因组RNA表达谱,由气道与血中性粒细胞的配对转录分析显示出炎症表型,发现中性粒细胞激活基因的明显表达,NF-kB信号和IL-6和干扰素通路的上调表达。
在严重的RSV支气管炎期间,气道中性粒细胞表现出明显的IFN特征。综上,气道中性粒细胞能够在转录水平上调节其功能,以响应病*感染。同时局部干扰素驱动中性粒细胞对严重的RSV支气管炎作出反应。
心得总结
1.样本的选择具有代表性,包括血样和痰样,充分利用了临床样本的来源优势。
2.对中性粒细胞的分子机制进行了深入剖析,揭示了在RSV期间中性粒细胞的作用。
3.选取样本,分选出中性粒细胞之后,仅靠单纯的转录图谱分析,就得到了不少的数据,轻松发3分文章。
4.研究重点突出,即着重于中性粒细胞的特异性反应。
5.本研究是首次从新分离的痰中性粒细胞中鉴定差异表达基因。并且首次比较了无肺部感染的儿童的痰中性粒细胞和血中性粒细胞,揭示了中性粒细胞的潜在分子和功能机制。
参考文献:
SjannaB.Besteman,AmieCallaghan,JorgJ.A.Calis,etal.Transcriptomeofairwayneutrophilsrevealsaninterferonresponseinlifethreateningrespiratorysyncytialvirusinfection[J].ClinicalImmunology().