嗜酸与非嗜酸性慢性鼻—鼻窦炎伴鼻息肉的转录组差异分析及功能研究

发布时间：2018-01-07 10:41

  本文关键词：嗜酸与非嗜酸性慢性鼻—鼻窦炎伴鼻息肉的转录组差异分析及功能研究　出处：《北京协和医学院》2017年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：背景:慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉(CRSwNP)是人群中患病率最高的慢性疾病之一,其主要特征是鼻腔鼻窦黏膜的慢性持续性炎症。CRSwNP是一种异质性疾病,常按组织病理学分为嗜酸性慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉(ECRSwNP)和非嗜酸性慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉(non-ECRSwNP)两种表型,两者对糖皮质激素等治疗反应性以及手术复发率等预后指标不同。但是,目前两种表型间临床特征差异背后的发病机制尚不清楚,更无法针对不同的病因采用精准的个性化治疗手段。为了更全面地了解两种表型间的全基因组表达谱,系统地筛选差异基因及研究其在发病过程中发挥作用的分子机制,本研究利用二代高通量测序平台,对ECRSwNP、non-ECRSwNP及正常对照患者的鼻息肉组织/正常黏膜进行了全转录组高通量测序(RNA-Seq),以期加深对于ECRSwNP与non-ECRSwNP发病分子机制的差异的认识,帮助实现CRSwNP的个性化治疗。第一部分嗜酸性和非嗜酸性慢性鼻窦炎伴鼻息肉中mRNA和IncRNA的差异表达研究目的:通过RNA-Seq的方法研究ECRSwNP和non-ECRSwNP中基因表达谱的差异,探究其背后发病机制的差异。方法:采用RNA-Seq技术对ECRSwNP、non-ECRSwNP及正常对照患者的鼻息肉组织/正常黏膜各三全转录组高通量测序,获取其基因表达谱。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)在独立大样本量患者中验证RNA-Seq结果的可靠性。通过生物信息学分析差异基因的聚类及功能。结果:本研究共检测到280个已知IncRNA并新发现1917个IncRNA。IncRNA与mRNA具有不同的基因组学结构特点。ECRSwNP和non-ECRSwNP有不同的IncRNA和mRNA表达谱特征。大样本量的qRT-PCR实验中5个差异基因表达量变化趋势与RNA-Seq数据一致,证实了测序结果的准确性。CCL13和CXCL9等基因可能分别在ECRSwNP与non-ECRSwNP的发病机制中发挥重要作用。结论:IncRNA是存在于CRSwNP中一类有重要作用的转录本。RNA-Seq结果显示ECRSwNP和non-ECRSwNP有各自特征性的基因表达谱,并筛选出了众多可能在ECRSwNP与non-ECRSwNP的发病机制中发挥重要作用的差异基因。第二部分嗜酸性和非嗜酸性慢性鼻窦炎伴鼻息肉中差异表达的mRNA和IncRNA的功能分析及作用机制研究目的:通过分析ECRSwNP和non-ECRSwNP的差异表达及一致表达的mRNA和IncRNA功能,探究CRSwNP两种表型发病机制的异同。方法:利用GO和KEGG富集分析得到ECRSwNP和non-ECRSwNP的差异表达及一致表达的mRNA的核心功能。利用IncRNA的cis和trans作用靶基因功能来预测差异表达的IncRNA的功能。利用RNA原位杂交和qRT-PCR检测IncRNA XLOC_010280和其cis靶基因CCL18的关系。结果:我们发现炎症与免疫反应及细胞外微环境是CRSwNP的发病机制的核心通路,而ECRSwNP和non-ECRSwNP具有不同的炎症谱。差异表达的IncRNA的功能预测结果与差异表达的mRNA功能高度吻合,说明IncRNA对于蛋白编码基因有重要调控功能。IncRNAXLOC_010280与其cis靶基因CCL18均在ECRSwNP中特异性表达且相关性强,提示XLOC_010280可能对CCL18发挥cis调节作用。结论:炎症与免疫反应及细胞外微环境是CRSwNP的发病机制的核心通路。IncRNA在CRSwNP中对蛋白编码基因有重要调控作用,其中XLOC_010280可能通过调节CCL18从而在ECRSwNP的嗜酸性炎症中发挥作用。
[Abstract]:Background: chronic sinusitis with nasal polyps (CRSwNP) is one of the highest prevalence rate of chronic diseases in the population, its main characteristic is the chronic inflammation of.CRSwNP nasal mucosa is a heterogeneous disease, often by pathological classification of eosinophilic chronic rhinosinusitis with nasal polyps (ECRSwNP) and non addicted acid of chronic sinusitis with nasal polyps (non-ECRSwNP) two phenotypes, two different indicators of glucocorticoid treatment response and surgical recurrence prognosis. However, the pathogenesis behind two different clinical characteristics between the phenotype is unclear, but not according to different causes by means of precise personalized treatment. In order to fully understand the two phenotypes between gene expression profiles, systematic differences in screening gene and study its molecular mechanism in the pathogenesis of this research, using the two generation high throughput test In order to platform, ECRSwNP, nasal polyps / non-ECRSwNP and normal control patients with normal mucosa were whole transcriptome high-throughput sequencing (RNA-Seq), in order to learn more about the difference between ECRSwNP and non-ECRSwNP molecular mechanism, help achieve the personalized treatment of CRSwNP. The first part of eosinophilic and non eosinophilic chronic rhinosinusitis with mRNA and IncRNA in nasal polyps and differential expression objective: the expression profiling of RNA-Seq gene through the method of ECRSwNP and non-ECRSwNP, the differences to explore the underlying pathogenesis. Methods: ECRSwNP using RNA-Seq technology, the normal nasal polyps / non-ECRSwNP patients and normal control group the mucosa three transcription of high-throughput sequencing, obtain the the gene expression profile. Using real-time fluorescence quantitative PCR (qRT-PCR) to verify the reliability of RNA-Seq results in independent large sample patients. Through bioinformatics analysis The clustering and function of differential gene. Results: This study detected 280 known IncRNA and 1917 newly discovered IncRNA.IncRNA and mRNA have different genomic structural features of.ECRSwNP and non-ECRSwNP have different IncRNA expression and mRNA spectrum characteristics. 5 genes in a large sample of experimental qRT-PCR expression change trend with RNA-Seq data consistent, confirmed the accuracy of the results of.CCL13 sequencing and CXCL9 gene may play an important role in the pathogenesis of ECRSwNP and non-ECRSwNP. Conclusion: IncRNA is present in the CRSwNP in a class of transcription of the important role of the.RNA-Seq results showed that the expression profiles of ECRSwNP and non-ECRSwNP have their own characteristics of the gene, and screened a number of possible play an important role in the differential gene in the pathogenesis of ECRSwNP and non-ECRSwNP. The second part eosinophilic and non eosinophilic chronic sinusitis with nasal polyps Objective to analyze the role and mechanism of the functional differences in the expression of mRNA and IncRNA: the expression and expression of mRNA and IncRNA by analyzing the difference between the ECRSwNP and non-ECRSwNP function, to explore the similarities and differences of two kinds of CRSwNP phenotype and pathogenesis. Methods: the core function of using GO and KEGG enrichment analysis of differentially expressed ECRSwNP and non-ECRSwNP and mRNA expression the predicted differential expression function of IncRNA using IncRNA CIS and trans target gene function. The relationship between RNA and qRT-PCR in situ hybridization detection of IncRNA XLOC_010280 and its cis target gene of CCL18. Results: we found that inflammation and immune response and the extracellular microenvironment is the key pathway in the pathogenesis of CRSwNP, and ECRSwNP and the non-ECRSwNP has a different inflammatory spectrum. Function prediction results the differential expression of IncRNA is highly consistent with the differential expression of mRNA, IncRNA for the eggs White encoding genes have an important regulatory function of.IncRNAXLOC_010280 CIS and its target gene CCL18 were ECRSwNP specific expression and strong correlation, suggesting that XLOC_010280 may play a regulatory role on CIS CCL18. Conclusion: the inflammation and immune response and the extracellular microenvironment is the core of.IncRNA pathway in the pathogenesis of CRSwNP has an important role in the regulation of protein encoding gene in CRSwNP in which XLOC_010280 may regulate CCL18 and ECRSwNP play a role in eosinophilic inflammation.

【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R765

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本文编号：1392232