מחקר זה נערך על פי קריטריוני הסיווג של EULAR/ACR לשנת 2019. מחקר זה אושר על ידי בית החולים העממי של שנזן (מספר אישור ועדת האתיקה LL-KY-2019514).
ניתוח אקראיות מנדליאנית (MR)
מקורות נתונים של GWAS
נתוני אסוציאציות גנטיות עבור זאבת ו-565 מטבוליטים התקבלו ממסד הנתונים של OpenGWAS (https://gwas.mrcieu.ac.uk/). מערכי הנתונים של GWAS של המחלה מסוכמים בטבלה 1, בעוד שהמקורות וגדלי המדגם עבור נתוני GWAS של המטבוליטים מפורטים בטבלה 2. מערכי נתונים אלה סיפקו את הבסיס לניתוח MR כדי לחקור קשרים סיבתיים בין מטבוליטים ל-SLE 13,14,15,16.
בחירת משתנים אינסטרומנטליים
וריאנטים גנטיים הקשורים למטבוליטים בדם וזאבת נבחרו כמשתנים אינסטרומנטליים (IVs) לניתוח ה-MR. ה-IVs נבחרו על סמך שלוש הנחות הליבה של MR: רלוונטיות, עצמאות והגבלת הדרה17. באופן ספציפי, פולימורפיזמים של נוקלאוטידים בודדים (SNPs) הקשורים למטבוליטים בסף מובהקות כלל-גנומי של P < 5 × 10-8 נבחרו18. כדי להבטיח עצמאות בין ה-IVs, בוצע גוש חוסר שיווי משקל (LD) עם סף של r2 <-0.001 ומרחק פיזי של 10,000 kb תוך שימוש באוכלוסייה האירופית כפאנל ייחוס19. תהליך זה מזער את היתירות והבטיח שכל עירוי מספק מידע ייחודי לניתוח ה-MR.
ניתוחים סטטיסטיים
הגישה הסטטיסטית העיקרית לניתוח MR הייתה שיטת משוקלל השונות ההפוכה (IVW), המשלבת את ההשפעות של מספר IVs כדי להעריך את ההשפעה הסיבתית של מטבוליטים על SLE20. כדי להסביר את הפליאוטרופיה הפוטנציאלית, ניתוחי רגישות נערכו באמצעות רגרסיה MR-Egger21. החוזק של כל IV הוערך באמצעות סטטיסטיקת F, כאשר רק SNPs המציגים F > 10 נשמרו כדי להבטיח חוזק מכשירחזק 22. SNPs עם סטטיסטיקת F נמוכה יותר לא נכללו כדי למנוע הטיית מכשירים חלשה. ניתוחי ה-MR הסופיים בוצעו רק כאשר לא זוהו הטרוגניות או פליאוטרופיה משמעותית, מה שמבטיח את מהימנות ההערכות הסיבתיות23.
ניתוחי רגישות
נעשה שימוש במספר ניתוחי רגישות כדי להעריך את החוסן של ממצאי ה-MR. ההטרוגניות בין ה-IVs הוערכה באמצעות מבחן Cochran's Q, בעוד שהפליאוטרופיה הוערכה באמצעות רגרסיה MR-Egger24. בנוסף, נערך ניתוח להשאיר אחד כדי לקבוע אם תוצאות ה-MR הושפעו באופן לא פרופורציונלי מכל SNP25 בודד. חלקות יער נוצרו כדי להמחיש את ההשפעות האישיות והמשולבות של העירוי. ניתוחים אלה ביחד הבטיחו שתוצאות ה-MR לא היו מוטות על ידי השפעות פליאוטרופיות או SNPs חריגים.
מקור נתונים מטבולומי
נתוני מטבולומיקה ששימשו במחקר זה נגזרו ממחקר שפורסם בעבר על ידי קבוצת המחקר שלנו10. במחקר זה, ביצענו ניתוחים מטבולומיים על דגימות סרום מ-121 חולי זאבת ו-106 אנשים בריאים. פרופיל מטבולומי לא ממוקד נערך באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים במיוחד יחד עם ספקטרומטריית מסה (UHPLC-MS). הנתונים עובדו באמצעות תהליכי עבודה מטבולומיים סטנדרטיים, כולל זיהוי שיא, יישור ונורמליזציה, כדי לזהות מטבוליטים הקשורים באופן משמעותי לזאבת. לאחר מכן הוצלבו מטבוליטים אלה עם תוצאות ניתוח ה-MR כדי לזהות מטבוליטים חופפים. מידע מפורט יותר ניתן למצוא בפרסום הקודם10. מטבוליטים הקשורים באופן משמעותי בניתוח המטבולומיקה ואלה עם קשרים סיבתיים משמעותיים בניתוח MR מופו למזהי HMDB שלהם בהתאמה באמצעות פלטפורמת MetaboAnalyst. לאחר מכן זוהו המטבוליטים הנפוצים על ידי הצטלבות שתי הקבוצות של מזהי HMDB.
מדידות ציטוקינים ובדיקת אפופטוזיס
בסך הכל נרשמו 3 חולי זאבת (טבלה 3), בהתאם לקריטריוני הסיווג של EULAR/ACR לשנת 2019.
איסוף דגימות דם היקפיות ובידוד לימפוציטים
דגימות דם היקפיות (3-6 מ"ל) נאספו מהמשתתפים באמצעות שפופרות ואקום המכילות נתרן הפרין כנוגד קרישה. תאים חד-גרעיניים בדם היקפי (PBMCs) בודדו באמצעות צנטריפוגה של שיפוע צפיפות Ficoll-Paque (400-800 × גרם למשך 20-30 דקות). התאים המבודדים נשטפו פעמיים בתמיסת מלח עם פוספט (PBS, HyClone) באמצעות צנטריפוגה במהירות נמוכה (250 × גרם למשך 10 דקות) והושעו מחדש במדיום RPMI-1640 שלם בתוספת סרום בקר עוברי 10%. צפיפות התאים הותאמה ל-1 ×-106 תאים/מ"ל, כפי שאומת על ידי מונה תאים אוטומטי. תרחיף התאים נזרע לתוך צלחות תרבית והודגר מראש למשך שעתיים בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס באטמוספירה של 5% CO2 כדי לקדם היצמדות. לאחר הדגירה המוקדמת, תאים שאינם נדבקים בתרבית נאספו בקפידה ועברו בידוד לימפוציטים. המתלים שנאספו הונחו בעדינות על Ficoll-Paque וצנטריפוגה שוב ב-400 × גרם למשך 20 דקות ללא בלם. שכבת התא החד-גרעיני בממשק הפלזמה-פיקול נשאבה בקפידה, נשטפה פעמיים בתמיסת מלח עם פוספט (PBS), והושעתה מחדש במדיום RPMI-1640 המכיל 10% סרום בקר עוברי. כדאיות התאים וריכוז התאים הוערכו באמצעות מונה התאים האוטומטי, והלימפוציטים שימשו לאחר מכן ליישומים במורד הזרם.
טיפול ותרבית תאים
התאים חולקו לחמש קבוצות לטיפול: קבוצת ביקורת: טופלה בנפח שווה של DMSO. קבוצת טיפול בכולסטרול: טופלה בכולסטרול בריכוז של 1.5 ממול/ליטר. ריכוז של 1.5 ממול/ליטר של כולסטרול חופשי ששימש במחקר זה נבחר כדי לדמות מיקרו-סביבה עשירה בשומנים מעבר לרמות הפיזיולוגיות. הכולסטרול החופשי במחזור הדם אצל אנשים בריאים נע בדרך כלל בין 0.9-1.3 ממול/ליטר. הריכוז הגבוה מעט ששימש בניסוי זה נועד לחקות הצטברות שומנים פתולוגית שעלולה להתרחש ברקמות דלקתיות או מופרעות מטבולית בזאבת. קבוצות טיפול בסטארמיד: מטופל בסטארמיד בריכוזים של 5 מיקרומול/ליטר ו-10 מיקרומול/ליטר. ריכוזי הסטארמיד (5 ו-10 מיקרומול/ליטר) נבחרו על סמך דוח קודם26, שהציע כי רמות סטארמיד בטווח של 5-10 מיקרומול/ליטר עשויות לחקות הצטברות שומנים מוגברת בתנאים פתולוגיים. הכוונה כאן הייתה לחקור את ההשפעות הפרו-אפופטוטיות והאימונומודולטוריות של חשיפה לשומנים בריכוז גבוה על לימפוציטים זאבת, המדמה מצבים דלקתיים או לא מווסתים מבחינה מטבולית. כולסטרול וסטארמיד הומסו תחילה ב-DMSO להכנת תמיסות מלאי בריכוז גבוה, אשר לאחר מכן דוללו במדיום תרבית כדי להשיג את ריכוזי היעד. ריכוז ה-DMSO הסופי בכל הקבוצות לא עלה על 0.1% (v/v). לאחר הוספת הטיפולים המתאימים, הצלחות טולטלו בעדינות כדי להבטיח פיזור אחיד והודגרו במשך 48 שעות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס בסביבה של 5%CO2.
בדיקת אפופטוזיס
עבור ניסויי האפופטוזיס, 1 × 106 עד 3 × 106 תאים נאספו ונשטפו פעמיים עם PBS מקורר מראש. קבוצת ביקורת חיובית הוכנה על ידי השעיית תאים ב-500 מיקרוליטר של תמיסת בקרה חיובית לאפופטוזיס מקוררת מראש ודגירה על קרח למשך 30 דקות, ולאחר מכן שטיפה נוספת של PBS. קבוצות הניסוי טופלו כמתואר בסעיף 1.7, עם ביקורת, כולסטרול (1.5 מילימול לליטר) וסטארמיד (10 מיקרומול לליטר). לאחר הטיפול, 1-10 × 105 תאים (כולל אלה מהתרבית העליונה) נאספו והושעו מחדש ב-500 מיקרוליטר של 1× Binding Buffer (שהוכן על ידי דילול 5× תמיסת מלאי במים מזוקקים כפולים). כל דגימה עורבבה עם מספר שווה של תאים חיים שלא טופלו, והנפח הותאם ל-1.5 מ"ל עם מאגר מחייב 1× מקורר מראש. לאחר מכן חולק המתלה לשלושה צינורות: אחד לבקרה ריקה ושניים לפיצוי על כתם יחיד (נספח V-FITC ו-PI). לכל צינור ניסוי נוספו 5 מיקרוליטר של Annexin V-FITC ו-10 מיקרוליטר של תמיסת צביעה PI, ולאחר מכן מערבולת ודגירה בטמפרטורת החדר בחושך למשך 5 דקות. ציטומטריית זרימה בוצעה באמצעות לייזר עירור של 488 ננומטר כדי לזהות Annexin V-FITC (פליטה ב-530 ננומטר) ו-PI (פליטה ב-615 ננומטר). צינור הבקרה הריק שימש להגדרת מתחי פיזור קדימה (FSC), פיזור צד (SSC) ותעלות פלואורסצנטיות, בעוד שהצינורות בעלי הכתם היחיד שימשו לפיצוי פלואורסצנטי. אפופטוזיס נותח באמצעות עלילות פיזור דו-פרמטריות כדי להעריך את שיעור התאים האפופטוטיים27,28.
זיהוי גורם חיסוני
לאחר הדגירה של 48 שעות, תרחיפי התאים עברו צנטריפוגה (250 × גרם למשך 5 דקות) כדי לאסוף את חומרי העל של התרבית, שאוחסנו בטמפרטורה של -80 מעלות צלזיוס עד לניתוח. כימות הציטוקינים בוצע באמצעות פאנל תגובה חיסונית חיוני אנושי מסחרי, בהתאם להוראות היצרן עם אופטימיזציות למכשיר. בקצרה, 25 מיקרוליטר של מאגר בדיקה ו-25 מיקרוליטר של תקנים (הנעים בין 2.4 ל-10,000 pg/mL) או דגימות נוספו לכל באר של מיקרו-פלטה. תערובת החרוזים עברה מערבולת במשך 30 שניות ונוספה לבארות, מה שהביא את נפח התגובה הכולל ל-75 מיקרוליטר. הצלחת הודגרה בטלטול (800 סל"ד) בטמפרטורת החדר למשך שעתיים בחושך. לאחר שתי שטיפות אוטומטיות (1× מאגר כביסה, 250 × גרם למשך 5 דקות), נוספו 25 מיקרוליטר של נוגדן לזיהוי ביוטיניל לכל באר והודגרו למשך שעה. לאחר מכן, 25 מיקרוליטר של סטרפטווידין-פיקואריתרין (SA-PE) נוספו למשך 30 דקות כדי להגביר את האות.
איסוף הנתונים בוצע באמצעות ציטומטר זרימה המצויד בלייזר עירור של 488 ננומטר ומסנן 575/26 ננומטר לזיהוי PE. לפני כל ניסוי, חרוזי כיול שימשו לאופטימיזציה של מתחי צינור מכפיל פוטו ופיצוי ספקטרלי. הנתונים נותחו באמצעות תוכנת LEGENDplex v8.0, כאשר ריכוזי הציטוקינים נקבעו באמצעות התאמת עקומה לוגיסטית של חמישה פרמטרים (5PL). מגבלות הזיהוי של כל ציטוקין נעו בין 0.68 pg/mL ל-1.97 pg/mL, וניסויים נערכו בכפולות כדי להבטיח דיוק (מקדם שונות בין בארות <10%). התוצאות בוטאו כממוצע ±± סטיית תקן, והבדלים סטטיסטיים בין הקבוצות הוערכו באמצעות ANOVA חד כיווני ואחריו מבחן פוסט-הוק של טוקי בתוכנת ניתוח סטטיסטית מתאימה. תקופת הדגירה של 48 שעות נבחרה על סמך השינויים הדינמיים בהפרשת הציטוקינים כדי ללכוד את התגובה החיסונית באופן מקיף. כיול מכשירים יומי ובקרה על ריכוז ה-DMSO (≤0.1%) הבטיחו את האמינות והשחזור של התוצאות 29,30,31.