中文字幕理论片,69视频免费在线观看,亚洲成人app,国产1级毛片,刘涛最大尺度戏视频,欧美亚洲美女视频,2021韩国美女仙女屋vip视频

編譯：逍遙君，編輯：景行、江舜堯。

原創(chuàng)微文，歡迎轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)載。

原名：Transcriptomic characteristics of bronchoalveolar lavage fluid and peripheral blood mononuclear cells in COVID-19 patients

譯名：新型冠狀病毒患者支氣管肺泡灌洗液和外周血單個核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組學(xué)特征

期刊：Emerging Microbes & Infections

IF：5.776

發(fā)表時間：2020年3月

通訊作者：周宇&藍(lán)柯&陳宇

通訊作者單位：武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院現(xiàn)代病毒學(xué)研究中心病毒學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

DOI號：10.1080/22221751.2020.1747363

為了研究SARS-CoV-2感染對患者的影響和機(jī)制，研究者利用RNA-seq檢測了健康和COVID-19（2019冠狀病毒?。?/span>患者的PMBC（外周血單核細(xì)胞）和BALF（支氣管肺泡灌洗液）樣本中的轉(zhuǎn)錄組變化（圖1A）。從武漢大學(xué)中南醫(yī)院獲得樣本，包括2例患者（WHU01-2）的BALF樣本，3例患者（P1-3）和3例健康人（N1-3）的血液樣本。3份BALF健康樣本（Ctrl1-3）的數(shù)據(jù)來自既往研究。利用Ficoll密度梯度離心法分離血液中的PBMC，然后進(jìn)行RNA文庫構(gòu)建和高通量測序。RNA-seq數(shù)據(jù)質(zhì)量控制分析后，BALF患者樣本含有高比例的病毒讀段，而健康對照數(shù)據(jù)集計數(shù)為零。但來自患者的PBMC樣本幾乎不含病毒讀取，表明SARS-CoV-2可能不會感染PBMC。

對于BALF樣本，共檢測到9609個表達(dá)基因，其中與健康個體相比，患者679個基因上調(diào)，325個基因下調(diào)（圖1B）。對于PBMC樣本（圖1C），發(fā)現(xiàn)了更多表達(dá)信號的基因（15726），其中707個基因顯著上調(diào)，316個基因下調(diào)。其中，雖然無顯著的統(tǒng)計學(xué)差異，但3例患者中有2例IL6和IL6R降低（圖1D、E），而TP53表達(dá)呈增加趨勢（圖1F）?？傊?，該數(shù)據(jù)為研究SARS-CoV-2感染后的RNA調(diào)控提供了一個整體和定量的資源。

圖1. COVID-19患者BALF和PBMC中基因表達(dá)的全基因組分析。（A）實(shí)驗(yàn)設(shè)計：制備患者或?qū)φ照逷BMC和BALF，提取總RNA，通過RNA-seq進(jìn)行分析，鑒定與COVID-19疾病發(fā)病機(jī)制有關(guān)的差異表達(dá)基因。（B，C）與對照組相比，COVID-19患者BALF（B，WHU01-2 vs. Ctrl1-3）和PBMC（C，P1-3 vs N1-3）中基因的熱圖分別顯著上調(diào)和下調(diào)。（D-F）PBMC患者（P1、P2、P3）和健康對照（N1、N2、N3）中RNA-seq信號分別為3個基因：IL6（D）、IL6R（E）和TP53（F）的表達(dá)差異。

2   調(diào)控基因的功能富集分析

對BALF和PBMC中的差異調(diào)控基因進(jìn)行基因功能富集分析，以監(jiān)測患者和健康人細(xì)胞的變化。對于BALF樣本，上調(diào)的基因與病毒的侵襲有關(guān)（圖2A）。最富集的生物學(xué)過程是“靶向膜的共翻譯蛋白”、“靶向ER的蛋白”和“病毒轉(zhuǎn)錄”；而PBMC中上調(diào)的基因主要富集在“補(bǔ)體激活”、“循環(huán)免疫球蛋白介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答”和“B細(xì)胞介導(dǎo)的免疫”中（圖2B），表明PMBC中存在活化的免疫活性。

圖2. COVID-19患者BALF和PBMC中上調(diào)表達(dá)基因的GO-term和KEGG通路富集。（A）對COVID-19患者BALF中上調(diào)基因進(jìn)行3類（BP、MF、CC）GO-term功能富集和KEGG通路分析。（B）COVID-19患者PBMC中上調(diào)基因GO-term功能富集和KEGG通路分析。

患者BALF中下調(diào)的基因富集在“免疫細(xì)胞活化”的生物學(xué)過程中（圖3A）。相反，患者PBMC中下調(diào)的基因參與了“軸突導(dǎo)向”、“神經(jīng)元投射導(dǎo)向”和“mRNA相關(guān)生物學(xué)過程”等其他生物學(xué)過程（圖3B）。

此外，對這些上調(diào)和下調(diào)的基因進(jìn)行KEGG通路分析。在BALF樣本中，富集改變基因途徑包括“核糖體”、“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的蛋白質(zhì)加工”、“吞噬體”、“戊糖磷酸途徑”、“碳代謝”和“溶酶體”（圖2A和圖3A）。PBMC樣本，“細(xì)胞周期”和“代謝”通路富集上調(diào)基因，而細(xì)胞因子相關(guān)通路富集下調(diào)基因，如“病毒蛋白與細(xì)胞因子和細(xì)胞因子受體相互作用”、“NF-κB信號通路”、“Toll樣受體信號通路”、“IL-17信號通路”（圖2B和圖3B）。

圖3. COVID-19患者BALF和PBMC中下調(diào)表達(dá)基因的GO-term和KEGG通路富集。（A）對COVID-19患者BALF中下調(diào)基因進(jìn)行3類（BP、MF、CC）GO-term功能富集和KEGG通路分析。（B）COVID-19患者PBMC中下調(diào)基因GO-term功能富集和KEGG通路分析。

3   調(diào)節(jié)細(xì)胞因子分析

根據(jù)以前的臨床報告，COVID-19患者有細(xì)胞因子風(fēng)暴，鑒定了BALF（圖4A）和PBMC（圖4B）中所有表達(dá)的細(xì)胞因子，顯著變化的基因用星號標(biāo)記。與臨床病例一樣，BALF中可見細(xì)胞因子高表達(dá)。與實(shí)驗(yàn)室結(jié)果一致，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞因子IL10、CCL2/MCP-1、CXCL10/IP-10、CCL3/MIP-1A和CCL4/MIP1B在患者BALF樣本中高表達(dá)。兩例患者之間的進(jìn)一步比較表明，一些細(xì)胞因子的表達(dá)，如IL10、IL36RN、IL36G、TNFSF15、CCL5、TNFSF10、CXCL1和IL33，在患者之間是可變的。

圖4. COVID-19患者炎性細(xì)胞因子表達(dá)。與對照組相比，描述COVID-19患者BALF（A，WHU01-02 vs. Ctrl1-3）和PBMC（B，P1-3 vs. N1-3）中炎性細(xì)胞因子基因表達(dá)的熱圖。顯著上調(diào)和下調(diào)的基因用星號標(biāo)記。

4   SARS-CoV-2感染可能引起淋巴細(xì)胞凋亡

此前對3例患者的實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果表明患者血液中各種類型免疫細(xì)胞（包括淋巴細(xì)胞）的細(xì)胞計數(shù)減少。既往的臨床和尸檢報告表明，患者的淋巴細(xì)胞已經(jīng)大大減少。本研究發(fā)現(xiàn)幾個顯著改變的基因富集到細(xì)胞凋亡和P53信號通路（圖5），包括CTSL、CTSB、DDIT4、RRAS、CTSD、BIRC5、TNFSF10、CTSZ、NTRK1、IGFBP3、CCNB1、RRM2、CCNB2、GTSE1、CDK1、STEAP3和TP53I3。細(xì)胞凋亡過程中的重要基因TP53在2例患者中表現(xiàn)出增加的趨勢，表明PMBCs減少可能是由于細(xì)胞凋亡。

圖5. PBMC中的凋亡相關(guān)通路。heatmaps顯示了不同信號通路中差異表達(dá)基因的表達(dá)水平，包括（A）自噬信號通路，（B）凋亡信號通路，（C）p53信號通路。顯著上調(diào)和下調(diào)的基因用星號標(biāo)記。

5   比較患者BALF和PBMC中不同變化的基因

該病毒似乎不感染PBMC，因?yàn)槲茨茉赑BMC中檢測到病毒RNA以及ACE2的表達(dá)。為了說明兩種細(xì)胞類型之間的差異，對BALF樣本和PBMC之間具有不同趨勢的基因進(jìn)行了分類（圖6A、B）。有17個基因向同一方向變化，而36個基因趨勢相反。

首先分析了PBMC中增加但BLAF中減少的基因。在15個基因中，有5個基因參與小分子分解代謝過程：ADA2、HK1、MGAT1、PGD和PLA2G15。并且4個基因參與中性粒細(xì)胞活化和免疫：ADA2、CTSD、GAA、LAIR1。接下來，分析了BLAF中增加但PBMC中減少的基因，雖然，兩個樣本之間有17個基因以相同的趨勢變化，但生物學(xué)意義仍需進(jìn)一步研究（圖6B）。

圖6. BALF和PBMC中差異表達(dá)基因的比較。（A）顯示BALF和PBMC樣本之間趨勢相同或不同的變化基因數(shù)量的維恩圖。（B）熱圖描繪BALF和PBMC樣本之間相同或不同趨勢的基因表達(dá)變化。

SARS-CoV-2感染可引起嚴(yán)重的肺部疾病和并發(fā)癥，并具有顯著的發(fā)病率和死亡率。目前，這種致死性肺部疾病還沒有最佳的治療方法或有效的藥物。由于對宿主對其免疫反應(yīng)的理解有限，使得很難設(shè)計新型治療藥物。本研究使用一些患者和健康人的BALF和PBMC樣本，進(jìn)行了全基因組RNA測序來表征COVID-19患者的宿主免疫反應(yīng)。發(fā)現(xiàn)，將COVID-19患者的BALF和PBMC樣本分別與對照組進(jìn)行比較時，1004和1023個基因存在差異表達(dá)。這些基因分為體液免疫反應(yīng)、淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫和補(bǔ)體激活等類別，它們都在限制病毒感染中發(fā)揮重要作用。還發(fā)現(xiàn)與對照組相比，COVID-19患者BALF樣本中大量細(xì)胞因子的表達(dá)顯著升高。這些數(shù)據(jù)表明SARS-CoV-2病毒感染導(dǎo)致細(xì)胞因子風(fēng)暴，這與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)。還觀察到各自趨化因子受體的轉(zhuǎn)錄增加，表明這些炎癥信號被激活。在大部分SARS和COVID-19患者中發(fā)現(xiàn)了淋巴細(xì)胞減少，但其潛在機(jī)制仍不清楚在患者PBMC中未觀察到任何病毒基因表達(dá)，表明SARS-CoV-2病毒可能不會感染COVID-19患者的淋巴細(xì)胞?？傮w而言，SARS和COVID-19患者中的淋巴細(xì)胞減少更可能是由內(nèi)源性或外源性糖皮質(zhì)激素引起的，其最終導(dǎo)致淋巴細(xì)胞凋亡，而不是這些細(xì)胞的直接病毒感染。

總之，本研究表明SARS-CoV-2病毒感染刺激獨(dú)特的特征表明過度的促炎細(xì)胞因子釋放可能是COVID-19患者的標(biāo)志。此外，COVID-19患者BALF和PBMC RNA-seq數(shù)據(jù)集為進(jìn)一步徹底分析提供了有用的資源。

更多推薦

1  科研 |SCI ADV：平行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和染色質(zhì)可及性測序揭示重編程軌跡的多樣性