识别的关键基因的影响叶酸对内皮祖细胞转录组的1型糖尿病患者

文摘

1型糖尿病(近年来)是儿童最常见的自身免疫性疾病。先前的研究已经表明,内皮祖细胞(EPC)可能参与调节的生物过程在近年和叶酸(FA)可能参与调节EPC函数。目前的研究已经确定了716年和617年调节基因表达下调基因内转EPC病例治疗后足总。生物信息学分析表明,这些度参与调节代谢过程,细胞扩散过程、骨髓发育,细胞粘附血小板脱粒,细胞对生长因子的刺激做出反应。此外,我们进行了和鉴定中心PPI网络。重要的是,我们已经确定6调节基因(POLR2A, BDNF、CDC27 LTN1, RAB1A,和CUL2)和8个基因表达下调(SHC1、GRIN2B TTN, GNAL, GNB2, PTK2, TF,和TLR9识别)的主要监管机构参与的影响FA内转至患者的内皮祖细胞转录组。我们认为这项研究能提供新颖的信息理解的角色FA在调节内皮祖细胞内转至患者。

1。介绍

1型糖尿病(近年来)是一种自身免疫性疾病,破坏产生胰岛素的胰腺β肽引起的免疫系统(1]。1型糖尿病被认为是最常见的慢性疾病之一,在儿童和青少年。它导致了一系列的症状(2]。控制高血糖可以帮助糖尿病肾病发展不足,神经病变,视网膜病变,肾衰竭的主要原因,失明和截肢nontraumatic [3]。病人从近年胰岛素依赖和高度容易形成血管疾病,终末期肾病,和神经系统损害3]。详细的机制调节内转和这种疾病的新治疗策略仍有待进一步探讨。内皮祖细胞(epc)来源于骨髓,调节血管再生和内皮细胞内稳态的关键(3]。越来越多的证据表明,内皮祖细胞明显减少糖尿病患者与正常样本相比,表明内皮祖细胞可能参与调节的生物过程在近年来4]。

随着rna序列和微阵列方法的发展,新兴的研究探索人类疾病的病理机制使用这些新方法和大量的数据。通过分析大数据,研究人员能找到新颖有用的信息来理解人类疾病的进展。例如,Safari等人报道,YBX1, SRPK1, PSMA1/3, XRCC6主要监管机构近年来利用蛋白质相互作用网络分析。贾等人已经确定了329年和192年调节基因表达下调基因在儿童2型糖尿病5]。凡等人报道,对健康受试者,近年来有1591个基因表达不同的样品(6]。

叶酸(FA)据报道在人类细胞增殖中起了重要作用[7]。一些以前的研究已经表明FA参与调节内皮祖细胞功能和冠状动脉疾病的恶化,高胆固醇血症和糖尿病。然而,足总在调节内转的机制仍不清楚。本研究试图确定差异表达mrna处理后通过分析公共数据集(GSE17635) [FA8]。此外,coexpression分析和生物信息学分析被用来识别基因中心的足总对内皮祖细胞转录组的影响近年来患者。

2。材料和方法

2.1。微阵列数据

GSE17635的微阵列数据访问的国家生物技术信息中心(NCBI)基因表达综合数据库(地理,http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)。这个数据集的目的是调查之间的差异基因表达谱的内皮祖细胞内转至患者之前( )为期4周的时间后FA补充( )从健康受试者,( )。近年来患者( )确诊前不少于一年参与这项研究。他们都从门诊内科的乌得勒支大学医学中心,荷兰。在清单肝病,macrovascular疾病, , ,未经治疗的甲状腺疾病,排除标准。如果这些患者接受再精制作用于血管的药物(血管紧张素ⅱ拮抗剂、血管紧张素转换酶抑制剂、非甾体类抗炎药(非甾体抗炎药),他汀类药物,维生素,或FA),那么治疗停止不少于三周之前开始这项研究。二十个年龄和准确性参与者在健康条件作为对照组。问卷调查被用来评价心血管风险,和一些临床参数的测量血压、长度和重量。

外周血样本的收集二十学科近年来和二十的同龄的准确性健康对照组(CTR)在基线。四周用FA (Ratiopharm)治疗5毫克/天内转至主题服务,然后,收集外周血样本(19/20例)进行了一次。本研究的协议取得了医学伦理委员会批准的乌得勒支大学医学中心。书面知情同意(9)已经提供了所有的参与者在这个研究。

GEO提供下载的原始数据集,log2转换来进行预处理。使用limma 3.3.0包R软件版本(https://www.r-project.org/)帮助规范化所有样例数据。通过使用微阵列分析的线性模型(Limma)方法(10),识别差异表达的信使rna, lncRNAs实现。一个未配对 - - - - - -测试是用来计算每个基因值,Benjamini-Hochberg (BH)方法(11)是用来调整值到一个错误发现率(罗斯福)。只有那些基因,罗斯福的小于0.01,被选为度。

2.2。PPI网络的建设和模块分析

蛋白质相互作用(生理和功能关联)预测,本研究构建了PPI网络度(最低要求 )(9)使用的搜索工具检索基因(STRING)进行交互。以下这个PPI网络的建设,Mcode插件(学位 和节点 )(12)是用来进行模块分析的网络。此外,为了可视化PPI网络(11),Cytoscape 3.4.0软件版本(http://cytoscape.org/download_old_versions.html)工作。

2.3。去和KEGG途径分析

找出度函数,本研究利用大卫系统[13)(https://david.ncifcrf.gov/tools.jsp)来执行的分析函数浓缩和KEGG通路富集。的值(超几何值)表示的意义途径与条件有关。 被认为是表明一个统计上的显著差异。

3所示。结果

3.1。识别度的EPC内转至患者治疗后足总

本研究进行了分析,公众表达分析(GSE17635)为了确定不同表达基因(度)在治疗后内皮祖细胞与PA。这个数据集包括一共有11个摘要内转EPC样本和10 PA治疗近年来EPC样本。这项研究表明,617个基因过表达,716个基因表达下调在内转EPC PA处理后样品。层次聚类分析度呈现在图1。排名前十的调节和FA治疗后表达下调基因表所示1。

3.2。度的功能注释的EPC内转至患者治疗后足总

此外,在图2度,我们的表现去分析。生物信息学分析表明,调节基因与平和的调节信号通路相关,脑室系统开发,负调节细胞生长,减数分裂的细胞周期,长链脂肪酸代谢过程,抵押品发芽,粘多糖代谢过程,骨髓发展,对疼痛的反应,ER高尔基vesicle-mediated运输。

同时,这项研究也表明,表达下调基因与监管相关的积极调控转录的RNA聚合酶启动子,亲同种抗原的细胞粘附通过质膜粘附分子,信息信号、细胞粘附、胚胎骨骼系统开发、血小板脱粒,器官形态发生,细胞对生长因子的刺激做出反应,调节钾离子运输和离子跨膜运输。

3.3。PPI网络度的分析

之间的相互作用关系的预测617调节度和716度使之抑制已经通过使用数据库的字符串。本研究首先建立了PPI网络的使用度。构建PPI网络后,Mcode插件(学位 和节点 )来进行模块分析。确定23 hub-networks发现表达下调DEG-mediated PPI网络和17 hub-networks调节DEG-mediated PPI网络。

图3介绍了顶部3 hub-networks调节DEG-mediated PPI网络。图3(一个)表明有18 183节点和边Hub-network 1。图3 (b)表明有35 142节点和边Hub-network 2。图3 (c)显示有94包括37个节点和边缘hub-network 3。六度,包括POLR2A BDNF、CDC27 LTN1, RAB1A和CUL2,已经被确认为关键调节监管机构通过相互作用超过20度。

图4介绍了顶部3 hub-networks下调DEG-mediated PPI网络。图4(一)清楚地表明13节点和78边缘存在于Hub-network 1。图4 (b)清楚地表明8节点和边缘存在于28日Hub-network 2。图4 (c)清楚地表明15节点和49边缘存在于Hub-network 3。8度,包括SHC1 GRIN2B、TTN GNAL, GNB2, PTK2, TF,和TLR9识别,已经被确认为关键表达下调监管机构通过相互作用超过20度。

4所示。讨论

内皮祖细胞(epc)是调节血管再生和内皮细胞内稳态的关键。越来越多的证据表明,内皮祖细胞在糖尿病患者与正常样本相比明显减少,表明内皮祖细胞可能参与调节内转的生物过程。足总已经报道在人类细胞增殖明显。几个以前的研究已经表明FA参与调节内皮祖细胞功能和与糖尿病的进展。例如,安娜等人报道,超重内转至患者的代谢控制可以提高通过DCI + FA口服补充(14]。亚等人发现,FA政府减少内皮功能障碍的水平测量(15]。然而,足总在调节内转的机制仍不清楚。这项研究已经确定度参与内皮祖细胞治疗后足总。本研究还发现,617个基因过表达,716个基因表达下调在近年来EPC FA处理后样品。此外,为了识别中心的基因,两个PPI网络构造。

此外,我们进行了生物信息学分析近年来这些度。我们的结果显示调节基因参与调节多种代谢和细胞增殖过程,如细胞周期和长链脂肪酸代谢过程。这项研究也表明,这些度与骨髓发育有关,这可能是通过EPC细胞调制。与此同时,这项研究表明,表达下调度参与调节细胞粘附,血小板脱粒,细胞对生长因子的刺激做出反应。这些生长因子已被证明在内转至疾病进展有至关重要的作用。例如,胰岛素样生长因子- 1激活AMPK增强线粒体功能和正确的神经元代谢在感觉神经元在1型糖尿病16]。成纤维细胞生长因子21改善diabetes-induced内皮功能障碍在小鼠主动脉通过CaMKK2 / AMPK活化α信号通路(17]。抑制表皮生长因子受体的激活与改进在2型糖尿病(糖尿病肾病18]。

进行PPI网络的分析,我们已经确定了3个表达下调hub-networks和3调节hub-networks参与足总杯对内皮祖细胞的影响转录组的患者近年来。重要的是,我们已经确定6调节基因(POLR2A, BDNF、CDC27 LTN1, RAB1A,和CUL2)和8个基因表达下调(SHC1、GRIN2B TTN, GNAL, GNB2, PTK2, TF,和TLR9识别)在这个进程的主要监管机构。在这些监管机构中,BDNF一直被认为是与糖尿病的预后和进展。例如,减少脑源性神经营养因子被认为是导致认知障碍在2型糖尿病(T2DM)病人体内19]。线粒体蛋白质组分析的分析表明,RAB1A调节在2型糖尿病。SHC1在近年来已被确定为一个关键调节器。内转的小鼠模型,TLR9识别被发现负调控胰岛β细胞的生长和功能。这些结果表明,足总在EPC细胞内转的影响可能取决于这些关键的监管机构。

5。结论

总之,我们已经确定了716个表达下调和617年调节基因在内转EPC情况下处理后足总。生物信息学分析表明这些度参与调节代谢过程,细胞扩散过程,骨髓发育,细胞粘附,血小板脱粒,细胞对生长因子的刺激做出反应。此外,我们进行了和鉴定中心PPI网络。重要的是,6调节基因(POLR2A, BDNF、CDC27 LTN1, RAB1A,和CUL2)和8个基因表达下调(SHC1、GRIN2B TTN, GNAL, GNB2, PTK2, TF,和TLR9识别)已确定为主要监管机构参与的影响FA内转至患者的内皮祖细胞转录组。我们认为这项研究能提供新颖的信息理解的角色FA在调节EPC内转至患者。

数据可用性

和/或使用的数据集分析在当前研究可从相应的作者以合理的要求。

的利益冲突

作者宣称,他们没有利益冲突的这项工作。

作者的贡献

易路和杨Qianhong同样这项工作。

确认

这项工作是支持的特殊临床研究计划的上海市卫生健康产业委员会(批准号14411972900),申请人:魏胡锦涛;和上海科技创新行动计划2019年自然科学基金项目(批准号19 zr1446000),申请人:魏。

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