细粒棘球蚴致敏反应机制和分子靶标的生物信息学分析

目的 基于生物信息学分析细粒棘球蚴致敏反应机制和分子靶标.方法 将9只BALB/c小鼠随机分为3组,每组3只,分别为感染未致敏组、感染致敏组、健康对照组.感染未致敏组小鼠经腹腔注射原头节悬液(0.2 ml/鼠),90d后腹腔注射生理盐水(0.2 ml/鼠);感染致敏组小鼠经腹腔注射原头节悬液(0.2 ml/鼠),90d后腹腔注射粗制囊液致敏(0.2 ml/鼠),健康对照组小鼠注射等量生理盐水.注射后1h,取各组小鼠的脾组织提取RNA进行转录组测序,通过生物信息学分析找到差异表达基因,使用edgeR(以RNA-Seq by expectation-Maximization RSEM进行定量)软件进行表达差异显著性分析,用String数据库和Cytoscape软件对差异基因作网络互作分析,并将得分设置为＞500;使用cytoHubba获取节点的度(degree)筛选degree大于3的节点作展示;使用DAVID在线富集分析工具进行分析,分析结果使用R语言ggplot2进行可视化.结果 感染致敏组与健康对照组有743个基因差异表达,其中568个上调表达基因和175个下调表达基因.感染未致敏组与健康对照组中有554个基因差异表达,其中393个上调表达基因和161个下调表达基因.感染致敏组与健康对照组有458个特有表达基因,感染未致敏组与健康对照组有269个特有表达基因,三组有285个共有表达基因.感染致敏组与健康对照组特有的458个基因GO富集结果显示,147个参与生物学进程,10个参与细胞成分,43个参与分子功能.共有的基因GO富集结果显示,56个参与生物学进程,23个参与细胞成分,25个参与分子功能.感染未致敏组与健康对照组特有的基因GO富集结果显示,51个参与生物学进程,13个参与细胞成分,18个参与分子功能.感染致敏组与健康对照组特有基因的功能主要集中于炎症反应、免疫应答等,共有基因的功能主要集中于神经肽信号通路、白细胞介素-1(IL-1)细胞反应等;感染未致敏组与健康对照组特有基因的功能主要集中于核小体组装、细胞外调节蛋白激酶1(ERK1)和ERK2级联的正调节等.感染致敏组与健康对照组特有基因被富集到细胞因子-细胞因子受体相互作用、JAK-STAT信号通路等32个通路;共有基因富集到磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B信号通路、补体与凝血级联反应等9个通路.感染未致敏组与健康对照组特有基因富集到酪氨酸代谢,亚油酸代谢等12个通路.感染致敏组和健康对照组特有基因PPI分析结果中,位于核心位置的包括IL-10、IL-6、前列腺素内过氧化物合酶2、CC趋化因子亚族-1、CXC趋化因子亚族-1/2/3等;感染未致敏组和健康对照组位于核心位置的包括17号染色体、19号染色体的基因、细胞色素P3a25等.感染致敏组和对照组,感染未致敏和健康对照组共有基因则包括IL-13、20号染色体、基质金属蛋白酶抑制剂-1、精氨酸酶1、触珠蛋白、纤溶酶原、17号染色体的基因等.结论 炎症反应在棘球蚴致敏过程中发挥重要的作用;IL-6高表达促进炎症发生,IL-10作为抗炎因子对抗机体的炎症反应的发生;IL-13可能是棘球蚴感染后机体产生免疫耐受的关键基因;ERK信号通路可能在棘球蚴生长过程中起免疫调节作用,细胞因子-细胞因子受体相互作用通路和磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B信号通路与棘球蚴致敏显著相关.