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ヘリコバクター・ピロリコ培養系のグローバルRNA-seqデータセットの発現パターン解析による新規免疫調節遺伝子の同定
Identification of new regulatory genes through expression pattern analysis of a global RNA-seq dataset from a Helicobacter pylori co-culture system.
PMID: 32661418 DOI: 10.1038/s41598-020-68439-8.
抄録
ヘリコバクター・ピロリ菌はグラム陰性菌であり、免疫調節応答を誘導することにより、ヒトの胃に持続的にコロニーを形成する。我々は、骨髄由来マクロファージと生きたヘリコバクター・ピロリの共培養とグローバルなタイムコース・トランスクリプトミクス解析を統合した新しいプラットフォームを用いて、既知の制御機能を持つ遺伝子の発現パターンに類似した発現パターンに基づいて、新規の制御遺伝子を同定した。我々は、細胞内の位置と新規性パラメータに基づくフィルタリング基準を用いて、5つのトップリードターゲット候補を選択した。その中から、Plexin domain containing 2 (Plxdc2)をトップリード免疫制御標的として選定した。その結果、Plexin domain containing 2 (Plxdc2)は、H. pylori感染のin vivoモデルや大腸炎の化学的誘発モデルを用いた機能喪失試験により、予測された制御機能と宿主免疫応答の調節に大きな影響を与えることが確認されました。当社の統合されたバイオインフォマティクス解析と実験的検証プラットフォームにより、新たな免疫調節遺伝子の発見が可能となりました。このパイプラインは、感染症、炎症性疾患、自己免疫疾患の治療に応用可能な遺伝子の同定に利用できます。
Helicobacter pylori is a gram-negative bacterium that persistently colonizes the human stomach by inducing immunoregulatory responses. We have used a novel platform that integrates a bone marrow-derived macrophage and live H. pylori co-culture with global time-course transcriptomics analysis to identify new regulatory genes based on expression patterns resembling those of genes with known regulatory function. We have used filtering criteria based on cellular location and novelty parameters to select 5 top lead candidate targets. Of these, Plexin domain containing 2 (Plxdc2) was selected as the top lead immunoregulatory target. Loss of function studies with in vivo models of H. pylori infection as well as a chemically-induced model of colitis, confirmed its predicted regulatory function and significant impact on modulation of the host immune response. Our integrated bioinformatics analyses and experimental validation platform has enabled the discovery of new immunoregulatory genes. This pipeline can be used for the identification of genes with therapeutic applications for treating infectious, inflammatory, and autoimmune diseases.