A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כתב יד זה מתאר את הנהלים התפעוליים ואמצעי הזהירות כדי לחקור את המנגנונים הפתוגניים הנפוצים הפוטנציאליים המקשרים בין תסמונת סיוגרן ראשונית ואדנוקרצינומה ריאתית באמצעות ניתוח ביואינפורמטי ואימות ניסיוני.
מחקר זה נועד לחקור את המנגנונים הפתוגניים הנפוצים הפוטנציאליים המקשרים בין תסמונת סיוגרן ראשונית (pSS) ואדנוקרצינומה ריאתית (LUAD) באמצעות ניתוח ביואינפורמטי ואימות ניסיוני. הגנים הרלוונטיים הקשורים ל-pSS ו-LUAD אוחזרו ממסד הנתונים של Gene Expression Omnibus (GEO) וממסד הנתונים של Genecard. לאחר מכן, גנים המתבטאים באופן דיפרנציאלי (DEGs) הקשורים ל-pSS ו-LUAD הוקרנו כ-pSS-LUAD-DEGs. אנציקלופדיה של קיוטו לגנים וגנומים (KEGG) ואונטולוגיה גנטית (GO) בוצעו כדי להבהיר את הפונקציות הביולוגיות המשמעותיות של pSS-LUAD-DEGs. מטרות הליבה זוהו על ידי בניית רשת אינטראקציה בין חלבון לחלבון (PPI), הערכה נוספת של דיוק האבחון של גן הרכזת באמצעות ניתוחי עקומת מאפיין הפעלה של מקלט (ROC). במחקר זה, עכברי NOD/Ltj שימשו כמודלים של בעלי חיים pSS ועוררו עם חומר חלקיקי 2.5 (PM2.5) כדי ליצור תגובה דלקתית. תגובת שרשרת פולימראז כמותית בזמן אמת (qPCR), בדיקת אימונוסורבנט מקושרת לאנזים (ELISA) וכתמים מערביים שימשו לאימות ניסויים רלוונטיים בביולוגיה מולקולרית. התוצאות שהתגלו באמצעות ניתוחי העשרה של KEGG ו-GO מצביעות על כך שדלקת ממלאת תפקיד קריטי בקישור בין pSS ל-LUAD. IL6, CCNA2, JAK2, IL1B, ASPM, CCNB2, NUSAP1 ו-CEP55 נקבעו כמטרות עיקריות של pSS-LUAD. עכברי BALB/c ועכברי NOD/Ltj הראו ביטוי מוגבר של ציטוקינים דלקתיים IL-6 ו-IL-1β ברקמות הריאה לאחר 21 יום של גירוי עם PM2.5, הפעלת מסלול האיתות JAK2/STAT3 וויסות הביטוי של גנים הקשורים לגידול CCNA2, CCNB2 ו-CEP55, כאשר עכברי NOD/Ltj הראו שינויים בולטים יותר מעכברי BALB/c. פרוטוקול זה מדגים כי קרצינוגנזה הנגרמת על ידי המיקרו-סביבה הדלקתית הריאתית עשויה להיות סיבה מרכזית לשכיחות הגבוהה של LUAD בחולי pSS. בנוסף, מנגנונים הקשורים לחסימה עשויים לסייע במניעת התרחשות של LUAD בחולי pSS.
תסמונת סיוגרן ראשונית (pSS) היא מחלה אוטואימונית המאופיינת בחדירה לימפוציטית של הבלוטות האקסוקריניות ומובילה לתסמינים קליניים של עיניים יבשות (קסרופתלמיה) ויובש בפה (קסרוסטומיה)1,2. pSS מלווה בדרך כלל גם בביטויים חוץ-בלוטיים של מעורבות, כולל היפרגלובולינמיה3, מחלת ריאות אינטרסטיציאלית4, חמצת צינורית כלייתית5, נזק נוירולוגי6 וטרומבוציטופניה7, המהווים את הגורמים הפרוגנוסטיים השליליים העיקריים. בשנים האחרונות, שורה של מחקרים הוכיחה כי pSS מלווה בדרך כלל בשכיחות מוגברת של סרטן, כולל ממאירויות המטולוגיות וגידולים מוצקים 8,9,10. סרטן ריאות הוא אחד מסוגי הסרטן הנפוצים ביותר הקשורים ל-pSS, במיוחד אדנוקרצינומה של הריאות (LUAD)11.
באופן קולקטיבי, חקירה נוספת הצביעה על כך של-pSS עם LUAD עשויה להיות פתוגנזה נפוצה בסיסית. על פי הידע הנוכחי שלנו, עדיין אין מחקרים מיוחדים המסבירים את המנגנונים המשותפים בין שתי המחלות. לאחרונה, ניתוח ביואינפורמטיקה מציע לנו אפשרות פוטנציאלית לחשוף מנגנוני מחלה משותפים פוטנציאליים בין מינים 12,13,14. כדי לחשוף עוד יותר את המנגנונים הבסיסיים, ניתוח ביואינפורמטיקה משמש לניתוח מטרות נפוצות ומסלולי איתות בין pSS ל-LUAD, ולאחר מכן מוקמים מודלים של בעלי חיים לאימות ניסיוני. חשיפת מנגנונים אלה עשויה לסייע במתן בסיס ראיות למניעה קלינית של LUAD בחולי pSS.
מחקר זה השתמש במאגרי הנתונים GEO ו-Genecard כדי לאחזר את הגנים הרלוונטיים הקשורים ל-pSS ו-LUAD. לאחר מכן, DEGs הקשורים ל-pSS ו-LUAD הוקרנו כ-pSS-LUAD-DEGs. ביצענו ניתוחי העשרה של KEGG ו-GO כדי להבהיר את הפונקציות הביולוגיות המשמעותיות של pSS-LUAD-DEGs. בניית רשת PPI שימשה לזיהוי מטרות ליבה, והערכנו עוד יותר את דיוק האבחון של גנים מרכזיים באמצעות ניתוחי עקומת ROC. השתמשנו בעכברי NOD/Ltj כמודלים של חיות pSS המגורים עם חומר חלקיקי 2.5 (PM2.5) כדי ליצור תגובה דלקתית. QPCR, ELISA ו-Western Blotting בוצעו כדי לאמת את המחקר בניסוי. בסך הכל, התוצאות כאן מצביעות על כך שסרטן הנגרם על ידי המיקרו-סביבה הדלקתית הריאתית עשוי להיות סיבה קריטית לשכיחות הגבוהה של LUAD בחולי pSS. זה גם מציע כי ניתן למנוע את הופעת LUAD בחולי pSS על ידי מנגנונים הקשורים לחסימה.
חיות הניסוי שוכנו במתקן בעלי החיים של בית החולים לידידות סין-יפן, שם תנאי הדיור עמדו בסביבת האכלת בעלי החיים בהתאם לתקן הלאומי של סין, דרישות חיות מעבדה של סביבה ומתקני דיור (GB14925-2010). כל ההליכים והניסויים לטיפול בבעלי חיים עמדו בהנחיות ARRIVE והתבססו על עקרונות 3R (הפחתה, החלפה, עידון), תוך הקפדה על הנחיות החוק הלאומי לרווחת בעלי חיים של סין. עכברי BALB/c נרכשו מ-SPF (Beijing) Biotechnology Co., Ltd., ועכברי NOD/Ltj נרכשו מ-Huafukang (Beijing) Biotechnology Co., Ltd.
1. ניתוח ביואינפורמטי
2. אימות ניסיוני
הערה: עיין בטבלת החומרים לפרטים על החומרים, הריאגנטים והמכשירים המשמשים בפרוטוקול זה.
שם הגן | רצף (5′ עד 3′) |
עכבר CCNA2 קדימה | CCCAGAAGTAGCAGAGTGTG |
עכבר CCNA2 הפוך | TTGTCCCGTGGTAGAG |
עכבר ASPM קדימה | CTTATTCAGGCTATGTGGAGGA |
עכבר ASPM הפוך | CCAGGCTTGAATCTTGCAG |
עכבר CCNB2 קדימה | TTGAAATTTGAGTTGGGTCGAC |
עכבר CCNB2 הפוך | CTGTTCAACATCAACCTCCC |
עכבר NUSAP1 קדימה | CTCCCTCAAGTACAGTGACC |
עכבר NUSAP1 הפוך | TTTAACAACTTGGTTGCCCTC |
עכבר CEP55 קדימה | CCGCCAGAATATGCAGCATCAAC |
עכבר CEP55 הפוך | AGTGGGAATGGCTGCTCTGTGA |
טבלה 1: רצפים ראשוניים עבור PCR כמותי בזמן אמת.
בסך הכל זוהו 3290 DEGs מתוך 23348 גנים ב-GSE84884 (pSS), כולל 2659 גנים מווסתים ו-631 גנים מווסתים (איור 1A). עבור GSE51092 (pSS), זוהו בסך הכל 3290 DEGs מ-11409 הגנים, כולל 667 גנים מווסתים ו-587 גנים מווסתים (איור 1B). מסד הנתונים של GeneCards השיג 102 DEGs הקשורים ל-pSS בשחלות, וציון המתא...
למרות ש- pSS נחשבת למחלה המאופיינת בעיקר בפלישה של בלוטות אקסוקריניות, לא ניתן להתעלם מהנזק של בלוטות חוץ24. הריאות מייצגות איבר מטרה ל-pSS, ומעורבות ריאות היא ביטוי חוץ-בלוטי שכיח של pSS, בדרך כלל כרוך בחדירה לימפוציטית של רירית הסימפונות ואינטרסטיציום ריאתי
למחברים אין ניגודי אינטרסים לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי מימון המחקר הקליני של בית החולים הלאומי ברמה גבוהה (2023-NHLHCRF-BQ-01) ופרויקט הנוער של בית החולים לידידות סין-יפן (No.2020-1-QN-8).
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 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved