系统性红斑狼疮患者免疫细胞代谢通路转录组分析

作者：韩夏夏; 蒋扬; 顾霜霜; 戴黛; 沈南^*

来源：上海交通大学学报 (医学版), 2022, 42(09): 1197-1207.

DOI：10.3969/j.issn.1674-8115.2022.09.006

• 系统性红斑狼疮
• 代谢通路
• 基因表达综合数据库
• 生物信息学
• B细胞

目的·利用生物信息学方法研究系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus,SLE）患者免疫细胞亚群的代谢通路活化水平。方法·从基因表达综合数据库（Gene Expression Omnibus,GEO）中下载SLE患者和正常人外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cell,PBMC）的基因表达矩阵，以及SLE患者和正常人外周血中T细胞和B细胞亚群相应的基因表达矩阵，对测序数据进行标准化后筛选差异表达基因（differentially-expressed gene,DEG）。应用Enrichr在线富集工具对差异表达基因进行通路分析，并通过比对分析确定共同上调通路。借助基因集富集分析（gene set enrichment analysis, GSEA）软件对全基因表达矩阵进行通路富集分析。对SLE和正常人PBMC的转录测序数据进行免疫细胞的构成比例分析。对目的通路进行基因表达注释。运用基于转座酶和高通量测序的染色质分析（assay for transposase-accessible chromatin using sequencing,ATAC-seq）技术检测SLE患者和正常人B细胞中糖酵解相关基因的染色质开放性情况。结果·(1)维恩图展示SLE患者PBMC基因表达谱（GSE169080、GSE144390以及GSE139350）富集了139个共同上调的通路，GSEA分析结果显示其中包括糖酵解、氧化磷酸化（oxidative phosphorylation, OXPHOS）以及脂肪酸氧化（fatty acid oxidation,FAO）在内的多条代谢通路在SLE患者中上调。(2)免疫细胞比例构成分析发现，与正常人相比，SLE患者外周血中T细胞、B细胞以及NK细胞的比例较高；SLE患者T细胞和B细胞中多个代谢通路关键酶基因的表达水平均较正常人高。(3)SLE患者和正常人外周血B细胞的ATAC-seq结果显示，糖酵解关键酶基因SLC2A3、PKM以及LDHA的开放性在SLE患者中更高。(4)SLE患者B细胞亚群的代谢通路GSEA分析结果和代谢通路可视化分析显示，记忆B细胞和浆母细胞的多个代谢通路水平均较初始B细胞高。结论·SLE患者转录水平的多条代谢通路均发生改变，效应B细胞的代谢通路活化水平较初始B细胞高。

• 单位
  上海交通大学医学院附属仁济医院