基于转录组学分析尼古丁诱导气道上皮细胞炎症反应的机制

摘要：

目的 基于转录组学分析尼古丁诱导气道上皮细胞炎症反应的机制.方法 本实验时间为2021年6月至2022年10月.取对数生长期的BEAS-2B细胞,将其随机分为A组(空白对照)、B组(1 nmol/L尼古丁处理24 h)、C组(10 nmol/L尼古丁处理24 h)、D组(100 nmol/L尼古丁处理24 h)、E组(1μmol/L尼古丁处理24 h)、F组(10μmol/L尼古丁处理24 h)、G组(100μmol/L尼古丁处理24 h)、H组(1 mmol/L尼古丁处理24 h)、I组(5 mmol/L尼古丁处理24 h)、J组(10 mmol/L尼古丁处理24 h)、K组(15 mmol/L尼古丁处理24 h),采用细胞计数试剂盒8(CCK-8)检测各组细胞增殖活性.取对数生长期的BEAS-2B细胞,将其随机分为空白对照组与5 mmol/L尼古丁组(5 mmol/L尼古丁处理24 h),采用实时荧光定量PCR检测各组IL-1β、IL-8 mRNA表达水平.取对数生长期的BEAS-2B细胞,将其随机分为空白对照组与5 mmol/L尼古丁组(5 mmol/L尼古丁处理24 h),采用ELISA检测各组IL-1β、IL-8蛋白表达水平.取对数生长期的BEAS-2B细胞,将其随机分为空白对照组与5 mmol/L尼古丁组(5 mmol/L尼古丁处理24 h),收集各组细胞后进行转录组学测序.采用实时荧光定量PCR验证差异表达基因.采用clusterProfiler工具包对差异表达基因进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析.结果 I组、J组、K组细胞增殖活性低于A组、B组、C组、D组(P<0.05);J组、K组细胞增殖活性低于E组、F组、G组、H组、I组(P<0.05);K组细胞增殖活性低于J组(P<0.05).5 mmol/L尼古丁组IL-1β、IL-8 mRNA表达水平高于空白对照组(P<0.05).5 mmol/L尼古丁组IL-1β、IL-8蛋白表达水平高于空白对照组(P<0.05).转录组学测序结果显示,共检出24751个基因,其中7539个差异表达基因(3771个基因表达上调,占50.02％;3768个基因表达下调,占49.98％).选出P值最小的19个差异表达基因,实时荧光定量PCR检测结果显示,EGR3、IL-24、NOV、CXCL8、CXCL2、JUN、FASN、HSPA5、AXL、IGFBP4、FADS1、ANXA3、TUBA1A、ACSS2、EZR、STMN3、CPA4、HMGCS1、UCP2表达水平与转录组学检测结果一致.GO功能富集分析结果显示,在生物过程(BP)方面,上述19个差异表达基因主要与DNA复制、辅因子生物合成过程、粒细胞激活等相关;在细胞组分(CC)方面,上述19个差异表达基因主要与黏着斑、细胞-基质黏附结、细胞基质结等相关;在分子功能(MF)方面,上述9个差异表达基因主要与钙黏着蛋白结合、细胞黏附分子结合、单链RNA结合等相关.KEGG通路富集分析结果显示,共富集到322条KEGG通路,前5条分别为肌动蛋白细胞骨架调节、癌症中miRNA、细胞周期、碳代谢、溶酶体.结论 尼古丁诱导气道上皮细胞炎症反应的机制可能与EGR3、IL-24、NOV、CXCL8、CXCL2、JUN、FASN、HSPA5、AXL、IGFBP4、FADS1、ANXA3、TUBA1A、ACSS2、EZR、STMN3、CPA4、HMGCS1、UCP2的异常表达有关,涉及粒细胞激活、中性粒细胞脱颗粒与相关免疫、细胞-基质黏附结、肌动蛋白结合等细胞功能及肌动蛋白细胞骨架调节、癌症中miRNA、细胞周期等通路.

关键词：炎症、上皮细胞、尼古丁、转录组学

所属期刊栏目：31

分类号：R364.5(病理学)

资助基金：国家自然科学基金;中央引导地方科技发展资金项目;中国医学科学院中央级公益性科研院所基本科研业务费项目;内蒙古自治区自然科学基金项目;内蒙古自治区科技计划项目

在线出版日期：2023-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：75-81