需要订阅 JoVE 才能查看此. 登录或开始免费试用。
Method Article
本手稿描述了通过生物信息学分析和实验验证来探索将原发性干燥综合征与肺腺癌联系起来的潜在常见致病机制的作程序和预防措施。
本研究旨在通过生物信息学分析和实验验证,探讨将原发性干燥综合征 (pSS) 与肺腺癌 (LUAD) 联系起来的潜在常见致病机制。从 Gene Expression Omnibus (GEO) 数据库和 Genecard 数据库中检索与 pSS 和 LUAD 相关的相关基因。随后,将与 pSS 和 LUAD 相关的差异表达基因 (DEGs) 筛选为 pSS-LUAD-DEGs。进行京都基因与基因组百科全书 (KEGG) 和基因本体论 (GO) 富集分析以阐明 pSS-LUAD-DEGs 的重要生物学功能。通过构建蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 网络来确定核心靶点,通过受试者工作特征 (ROC) 曲线分析进一步评估枢纽基因诊断的准确性。在本研究中,NOD/Ltj 小鼠作为 pSS 动物模型,用颗粒物 2.5 (PM2.5) 刺激产生炎症反应。采用定量实时聚合酶链反应 (qPCR) 、酶联免疫吸附测定 (ELISA) 和 western blotting 进行相关分子生物学实验验证。通过 KEGG 和 GO 富集分析揭示的结果表明,炎症在连接 pSS 和 LUAD 中起关键作用。IL6 、 CCNA2 、 JAK2 、 IL1B 、 ASPM 、 CCNB2 、 NUSAP1 和 CEP55 被确定为 pSS-LUAD 的关键靶点。用 PM2.5 刺激 21 天后,BALB/c 小鼠和 NOD/Ltj 小鼠在肺组织中表现出炎性细胞因子 IL-6 和 IL-1β 的表达增强,激活 JAK2/STAT3 信号通路并上调肿瘤相关基因 CCNA2 、 CCNB2 和 CEP55 的表达,NOD/Ltj 小鼠表现出比 BALB/c 小鼠更明显的变化。该方案表明,肺部炎症微环境诱导的致癌作用可能是 pSS 患者 LUAD 高发病率的关键原因。此外,与阻断相关的机制可能有助于防止 pSS 患者发生 LUAD。
原发性干燥综合征 (pSS) 是一种自身免疫性疾病,其特征是淋巴细胞浸润外分泌腺,导致眼干(干眼症)和口干(口干症)的临床症状1,2。pSS 通常还伴有腺体外受累表现,包括高球蛋白血症3 、间质性肺病4 、肾小管性酸中毒5 、神经损伤6 和血小板减少症 7,这些是主要的不良预后因素。近年来,一系列研究表明,pSS 通常伴随着癌症患病率的增加,包括血液系统恶性肿瘤和实体瘤 8,9,10。肺癌是最常见的 pSS 相关癌症之一,尤其是肺腺癌 (LUAD)11。
总的来说,进一步的研究表明 luad 的 pSS 可能有一些潜在的共同发病机制。根据我们目前的知识,目前还没有专门的研究解释这两种疾病之间的共同机制。最近,生物信息学分析为我们揭示了物种 12,13,14 之间可能共享的疾病机制提供了潜在的可能性。为了进一步揭示潜在机制,生物信息学分析用于分析 pSS 和 LUAD 之间的共同靶点和信号通路,随后建立动物模型进行实验验证。揭示这些机制可能有助于为 pSS 患者 LUAD 的临床预防提供证据基础。
本研究使用 GEO 和 Genecard 数据库检索与 pSS 和 LUAD 相关的相关基因。之后,将与 pSS 和 LUAD 相关的 DEGs 筛选为 pSS-LUAD-DEGs。我们进行了 KEGG 和 GO 富集分析,以阐明 pSS-LUAD-DEGs 的重要生物学功能。PPI 网络构建用于识别核心靶点,我们通过 ROC 曲线分析进一步评估枢纽基因诊断的准确性。我们使用 NOD/Ltj 小鼠作为 pSS 动物模型,用颗粒物 2.5 (PM2.5) 刺激产生炎症反应。进行 QPCR、ELISA 和 western blotting 以实验验证该研究。总体而言,这里的结果表明,肺部炎症微环境诱导的致癌作用可能是 pSS 患者 LUAD 高发病率的关键原因。它还表明 pSS 患者 LUAD 的发生可能通过阻滞相关机制来预防。
实验动物饲养在中日友好医院动物饲养设施内,饲养条件符合中国国家标准《实验动物环境与饲养设施要求》(GB14925-2010)规定的动物饲养环境。所有动物护理程序和实验均符合 ARRIVE 指南,并基于 3R 原则(减少、替代、细化),遵守中国《国家动物福利法》的指导方针。BALB/c 小鼠购自 SPF(北京)生物技术有限公司,NOD/Ltj 小鼠购自华福康(北京)生物技术有限公司。
1. 生物信息学分析
2. 实验验证
注:有关本实验步骤中使用的材料、试剂和仪器的详细信息,请参阅 材料表 。
基因名称 | 序列(5' 至 3') |
小鼠 CCNA2 正向 | CCCAGAAGTAGCAGAGTTTGTG |
小鼠 CCNA2 反向 | TTGTCCCGTGACTGTGTAGAG |
鼠标 ASPM 转发 | CTTATTCAGGCTATGTGGAGGA |
鼠标 ASPM 反向 | CCAGGCTTGAATCTTGCAG |
鼠标 CCNB2 转发 | TTGAAATTTGAGTTGGGTCGAC |
鼠标 CCNB2 反向 | CTGTTCAACATCAACCTCCC |
小鼠 NUSAP1 转发 | CTCCCTCAAGTACAGTGACC |
小鼠 NUSAP1 反向 | TTTAACAACTTGGTTGCCCTC |
鼠标 CEP55 向前 | CCGCCAGAATGCAGCATCAAC |
小鼠 CEP55 反向 | AGTGGGAATGGCTGCTCTGTGA |
表 1:定量实时荧光定量 PCR 的引物序列。
从 GSE84884 中的 23348 个基因 (pSS) 中共鉴定出 3290 个 DEGs,包括 2659 个上调基因和 631 个下调基因(图 1A)。对于 GSE51092 (pSS),从 11409 个基因中共鉴定出 3290 个 DEGs,包括 667 个上调基因和 587 个下调基因(图 1B)。GeneCards 数据库获得 102 例卵巢 pSS 相关 DEGs,筛查标准相关评分为 ≥20。从 GEO 和 GeneCards 获得的 pSS 相关 DEGs 的?...
尽管 pSS 被认为是一种主要以侵袭外分泌腺为特征的疾病,但不能忽视腺体外的损害24。肺是 pSS 的靶器官,肺部受累是 pSS 的常见腺体外表现,通常涉及支气管粘膜和肺间质的淋巴细胞浸润25。研究表明,至少 20% 的 pSS 患者患有间质性肺病 (ILD)26,27。ILD 是肺癌的重要危险因素,这在一定程?...
作者没有需要披露的利益冲突。
本研究得到了国家高水平医院临床研究业务费(2023-NHLHCRF-BQ-01)和中日友好医院青年项目(No.2020-1-QN-8)的支持。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
3-Color Prestained Protein Marker | Epizyme | WJ103 | Western Blot |
Antibody Dilution Buffer | Epizyme | PS119 | Western Blot |
BCA Protein Quantification Kit | Epizyme | ZJ101 | Western Blot |
Cytoscape 3.7.1 software | National Institute of General Medical Sciences (NIGMS), National Institutes of Health (NIH) | Version 3.7.1. | Open-source software for biological network analysis and visualization |
ECL Luminous Fluid | Epizyme | SQ203 | Western Blot |
Electrophoresis Buffer | Epizyme | PS105S | Western Blot |
GraphPad Prism 10.0 | GraphPad | Version 10.0 | Data analysis |
HRP-conjugated Goat anti-Rabbit IgG (H+L) (AS014) | abclonal | AS014 | Western Blot |
JAK2 Antibody | Cell Signaling Technology | 3230T | Western Blot |
Mouse IL-1β ELISA Kit | Beijing 4A Biotech Co., Ltd | CME0015 | ELISA |
Mouse IL-6 ELISA Kit | Beijing 4A Biotech Co., Ltd | CME0006 | ELISA |
Phosphatase Inhibitor Cocktail (100×) | Epizyme | GRF102 | Western Blot |
Phospho-JAK2 (Tyr1007/1008) Antibody | Cell Signaling Technology | 3776S | Western Blot |
Phospho-STAT3 (Tyr705) Antibody | Cell Signaling Technology | 9145S | Western Blot |
Protease Inhibitor Cocktail (100×) | Epizyme | GRF101 | Western Blot |
Protein Free Rapid Blocking Buffer (5×) | Epizyme | PS108 | Western Blot |
PVDF membrane | Millipore | IPVH00010 | Western Blot |
R software | R Foundation for Statistical Computing | Not Applicable | Statistical analysis software and programming language used for data analysis, visualization, and machine learning applications |
Radio Immunoprecipitation Assay | Epizyme | PC101 | Western Blot |
Reverse Transcription System | Promega | A3500 | PCR |
SDS-PAGE | Epizyme | LK303 | Western Blot |
SDS-PAGE Protein Loading Buffer (5×) | Epizyme | LT103 | Western Blot |
STAT3 Antibody | Cell Signaling Technology | 9139S | Western Blot |
SYBR Green Realtime PCR Master Mix | TOYOBO | QPK-201 | PCR |
TBST (10×) | Epizyme | PS103 | Western Blot |
Western Blot Transfer Buffer (10×) | Epizyme | PS109 | Western Blot |
β-Actin Antibody | abclonal | AC026 | Western Blot |
请求许可使用此 JoVE 文章的文本或图形
请求许可This article has been published
Video Coming Soon
版权所属 © 2025 MyJoVE 公司版权所有,本公司不涉及任何医疗业务和医疗服务。