強直性脊椎炎RNAを有する末梢血単核細胞における遺伝子発現プロファイルのためのRNAシーケンス

RNA Sequencing for Gene Expression Profiles in Peripheral Blood Mononuclear Cells with Ankylosing Spondylitis RNA.

• Dan Huang
• Jian Liu
• Yunxiang Cao
• Lei Wan
• Hui Jiang
• Yue Sun
• Jianting Wen

抄録

これまでの研究では、強直性脊椎炎（AS）の遺伝子発現制御機構の解明が試みられてきた。しかし、この病態の根底にある具体的な分子経路については不明な点が多い。これまでの研究では、次世代RNAシークエンシングを用いて、AS患者と健常者を比較した際に末梢血単核細胞（PBMCs）中に発現する一連の異なる遺伝子（DEGs）を同定しており、これらのDEGsがASに関連している可能性が示唆されています。さらに、これらのDEGSをスクリーニングすることで、臨床診断を促進し、治療戦略を最適化することが可能になるかもしれません。この仮説を検証するために、我々はAS患者15名と健常対照者15名を募集した。各群の患者から無作為に5人の被験者を選び、RNAシークエンス解析を行った。シーケンスリードはIllumina HiSeq2500プラットフォームを用いて生成し、HISAT2を用いてヒト参照ゲノムにマッピングした。PBMCsにおいて973個の有意なDEG（<0.05）を同定することに成功した。対照群と比較すると、AS患者ではこれらの遺伝子のうち644個がアップレギュレーションされ（foldchange(FC)>2）、329個がダウンレギュレーションされていました（FC < 0.5）。今回の解析により、免疫応答に関連する遺伝子が多数同定された。遺伝子オントロジー（GO）解析の結果、これらのDEGは、上皮成長因子活性化受容体活性の正の調節、ERBB（ERb-b2受容体チロシンキナーゼ）シグナル伝達経路の正の調節、上皮巨細胞の分化、酸素輸送、免疫関連経路、炎症関連経路に有意に関連していることが明らかになった。また、これらのDEGはTNFおよびNF-Bシグナル伝達経路と密接に関連していた。6つのDEGは定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（qRT-PCR）によって確認された。受信操作特性（ROC）曲線解析の結果、IL6はASの診断に有用なバイオマーカーである可能性が示唆された。今後、新たなバイオマーカーの開発により、ASの発症・進行に関わる特異的なメカニズムの解明につながる可能性がある。

Several previous studies have attempted to investigate the regulatory mechanisms underlying gene expression in ankylosing spondylitis (AS). However, the specific molecular pathways underlying this condition remain unclear. Previous research used next-generation RNA sequencing to identify a series of differentially expressed genes (DEGs) in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) when compared between patients with AS and healthy controls, thus implying that these DEGs may be related to AS. Furthermore, by screening these DEGS, it may be possible to facilitate clinical diagnosis and optimize treatment strategies. In order to test this hypothesis, we recruited 15 patients with AS and 15 healthy controls. We randomly selected five subjects from each group of patients for RNA sequencing analysis. Sequence reads were generated by an Illumina HiSeq2500 platform and mapped on to the human reference genome using HISAT2. We successfully identified 973 significant DEGs ( < 0.05) in PBMCs. When compared with controls, 644 of these genes were upregulated (with a fold change (FC) > 2) in AS patients and 329 were downregulated (FC < 0.5). Our analysis identified numerous genes related to immune response. Gene Ontology (GO) analysis indicated that these DEGs were significantly related to the positive regulation of epidermal growth factor-activated receptor activity, the positive regulation of the ERBB (erb-b2 receptor tyrosine kinase) signaling pathway, the differentiation of trophoblast giant cells, oxygen transport, immune-related pathways, and inflammation-related pathways. The DEGs were also closely related to the TNF and NF-B signaling pathways. Six DEGs were verified by quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). Receiver operating characteristic (ROC) curve analysis indicated that IL6 may represent a useful biomarker for diagnosing AS. The development of new biomarkers may help us to elucidate the specific mechanisms involved in the development and progression of AS.

Copyright © 2020 Dan Huang et al.