Name: 폐 선암과 관련된 원발성 쇼그렌 증후군: 잠재적인 공통 병원성 메커니즘 조사 및 실험적 검증 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 21 s
Description: 탐색하세요 원발성 쇼그렌 증후군과 폐 선암의 공통 병원성 메커니즘을 바이오인포매틱스 분석과 실험적 검증을 통해. GEO 데이터베이스와 PPI 네트워크 분석을 활용하여 진단 및 치료 전략에 활용할 수 있는 유전자 표현 프로파일을 식별합니다.

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<meta charset="utf8"></head><body>원발성 쇼그렌 증후군(Primary Sjogren's Syndrome)과 폐 선암(Lung Adenocarcinoma)을 연결하는 주요 분자 표적

<table><tbody><tr><td>3색 사전 염색 단백질 마커</td><td>Epizyme</td><td>WJ103</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>항체 희석 버퍼</td><td>에피자임</td><td>PS119</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>BCA 단백질 정량 키트</td><td>에피자</td>임 <td>ZJ101</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>Cytoscape 3.7.1 소프트웨어</td><td>NIGMS(National Institute of General Medical Sciences), NIH(National Institutes of Health)</td><td>버전 3.7.1.</td><td>생물학적 네트워크 분석 및 시각화를 위한 오픈 소스 소프트웨어</td></tr><tr><td>ECL Luminous Fluid</td><td>Epizyme</td><td>SQ203</td><td>Western Blot</td></tr><tr><td>Electrophoresis Buffer</td><td>Epizyme</td><td>PS105S</td><td>Western Blot</td></tr><tr><td>GraphPad Prism 10.0</td><td>GraphPad</td><td>Version 10.0</td><td>Data analysis</td></tr><tr><td>HRP-conjugated Goat anti-Rabbit IgG (H+L) (AS014)</td><td>abclonal</td><td>AS014</td><td>Western Blot</td></tr><tr><td>JAK2 항체</td><td>세포 신호 전달 기술</td><td>3230T</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>마우스 IL-1&beta; ELISA 키트</td><td>베이징&nbsp; 4A&nbsp; Biotech Co., Ltd</td><td>CME0015</td><td>ELISA</td></tr><tr><td>마우스 IL-6 ELISA 키트</td><td>베이징&nbsp; 4A&nbsp; Biotech Co., Ltd</td><td>CME0006</td><td>ELISA</td></tr><tr><td>인산가수분해효소 억제제 칵테일 (100&times;)</td><td>Epizyme</td><td>GRF102</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>Phospho-JAK2 (Tyr1007/1008) 항체</td><td>세포 신호 전달 기술</td><td>3776S</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>Phospho-STAT3 (Tyr705) 항체</td><td>세포 신호 기술</td><td>9145S</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>프로테아제 억제제 칵테일 (100&times;)</td><td>Epizyme</td><td>GRF101</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>단백질 프리 래피드 블로킹 버퍼 (5&times;)</td><td>Epizyme</td><td>PS108</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>PVDF 멤브레인</td><td>Millipore</td><td>IPVH00010</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>R 소프트웨어</td><td>R 통계 컴퓨팅 재단</td><td>해당 없음</td><td>데이터 분석, 시각화 및 기계 학습 응용 프로그램에 사용되는 통계 분석 소프트웨어 및 프로그래밍 언어</td></tr><tr><td>라디오 면역 침전 분석</td><td>에피 자임</td><td>PC101</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>역전사 시스템</td><td>Promega</td><td>A3500</td><td>PCR</td></tr><tr><td>SDS-PAGE</td><td>Epizyme</td><td>LK303</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>SDS-PAGE 단백질 로딩 버퍼 (5&times;)</td><td>Epizyme</td><td>LT103</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>STAT3 항체</td><td>세포 신호 전달 기술</td><td>9139S</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>SYBR 그린 실시간 PCR 마스터 믹스</td><td>TOYOBO</td><td>QPK-201</td><td>PCR</td></tr><tr><td>TBST (10&times;)</td><td>Epizyme</td><td>PS103</td><td>웨스턴 블롯</td></tr><tr><td>웨스턴 블롯 전송 버퍼 (10회;)</td><td>Epizyme</td><td>PS109</td><td>웨스턴 블롯</td></tr> <tr><td>&베타; - 액틴 항체</td><td>abclonal</td><td>AC026</td><td>웨스턴 블롯</td></tr></tbody></table>

폐 선암과 관련된 원발성 쇼그렌 증후군: 잠재적인 공통 병원성 메커니즘 조사 및 실험적 검증

Primary Sjogren's Syndrome Associated with Lung Adenocarcinoma: Probing the Potential Common Pathogenic Mechanisms and Experimental Verification

GSE84884의 23348개 유전자(pSS)에서 총 3290개의 DEG가 확인되었으며, 이 중 2659개의 상향 조절 유전자와 631개의 하향 조절 유전자가 포함되었습니다(그림 1A). GSE51092(pSS)의 경우, 667개의 상향 조절 유전자와 587개의 하향 조절 유전자를 포함하여 11409개의 유전자에서 총 3290개의 DEG가 확인되었습니다(그림 1B). GeneCards 데이터베이스는 102개의 난소 pSS 관련 DEG를 얻었으며, 선별 기준의 상관 점수는 ≥20이었습니다. GEO 및 GeneCard에서 얻은 pSS 관련 DEG의 합집합 및 중복 제거는 453 DEG(pSS-DEG)를 생성했습니다. GSE32863의 25440개 유전자(LUAD)에서 총 7154개의 DEG가 확인되었으며, 여기에는 3934개의 상향 조절 유전자와 3220개의 하향 조절 유전자가 포함됩니다(그림 1C). GSE75037(LUAD)에서는 6125개의 상향 조절 유전자와 5110개의 하향 조절 유전자를 포함하여 25440개의 유전자에서 총 11235개의 DEG가 확인되었습니다(그림 1D). GeneCards 데이터베이스는 600개의 난소 LUAD 관련 DEG를 얻었으며 선별 기준의 상관 점수는 ≥20이었습니다. GEO 및 GeneCard에서 얻은 LUAD 관련 DEG의 합집합 및 중복 제거는 7478 DEG(LUAD-DEG)를 생성했습니다. pSS-DEG와 LUAD-DEG 간에 총 233개의 공유 DEG(pSS-LUAD-DEG)를 선택하고 벤 다이어그램을 사용하여 시각화했습니다(보충 표 1 및 그림 1E).
KEGG 경로 농축 분석과 관련하여, 확인된 pSS-LUAD-DEG의 상위 10개 유의한 신호전달 경로는 질병 관련 신호전달 경로를 제거한 후 대사 경로와 관련이 있었다. 구체적으로 이러한 경로에는 PI3K-Akt 신호 경로, MAPK 신호 경로, 사이토카인-사이토카인 수용체 상호 작용, 괴사, 액틴 세포골격 조절, FoxO 신호 경로, NOD 유사 수용체 신호 경로, 세포 노화, Th17 세포 분화 및 JAK-STAT 신호 경로가 포함됩니다(그림 2A). 상위 10개의 KEGG 신호 경로와 pSS-LUAD-DEG는 그림 2B와 같이 시각화되었습니다.
pSS-LUAD-DEG의 GO 농축 분석은 다음과 같은 상위 10가지 생물학적 과정을 보여주었으며(그림 3), 세포 성분(CC)이 풍부했습니다: 바이러스에 대한 반응, 선천성 면역 반응, 바이러스에 대한 방어 반응, 공생체에 대한 방어 반응, 바이러스 과정 조절, 바이러스 수명 주기 조절, 바이러스 진행 음성 조절, 바이러스 게놈 복제의 음성 조절, 바이러스 게놈 복제 조절, 항바이러스 선천성 면역 반응; 생물학적 과정(BP): 막의 측면, 원형질막의 외부, 세포외 기질, 외부 캡슐화 구조, 콜라겐 함유 세포외 기질, 콜라겐 트리머, 막 뗏목, 막 마이크로도메인, 원형질막 뗏목, 카베올라; 분자 기능(MF): 사이토카인 수용체 결합, 사이토카인 활성, 신호 수용체 조절 활성, 종양 괴사 인자 수용체 슈퍼패밀리 결합, 신호 수용체 활성제 활성, 종양 괴사 인자 수용체 결합, 수용체 리간드 활성, 단백질 동질이합체 활성, 막관통 수용체 단백질 키나아제 활성, 단백질 키나아제 활성.
PPI 네트워크는 99개의 노드와 466개의 엣지로 구성되었습니다(그림 4A). PPI 네트워크에서 더 높은 정도를 가진 상위 20개 유전자는 STAT3, STAT1, TP53, TNF, IL6, IFNG, EGFR, ISG15, CCNA2, IL10, JAK2, MX1, IL1B, IFIT1, AKT1, SMAD3, ASPM, CCNB2, NUSAP1 및 CEP55이며 허브 유전자 역할을 합니다(그림 4B).
20개의 허브 유전자의 진단 정확도를 평가하기 위해 ROC 곡선 분석을 수행했습니다(그림 5). STAT3, STAT1, TP53, TNF, IL6, IFNG, EGFR, ISG15, CCNA2, IL10, JAK2, MX1, IL1B, IFIT1, AKT1, SMAD3, ASPM, CCNB2, NUSAP1 및 CEP55의 ROC 곡선에 대한 곡선 아래 면적(AUC) 값은 GSE32863에 대해 0.543, 0.840, 0.724, 0.892, 0.965, 0.529, 0.721, 0.763, 0.933, 0.784, 0.836, 0.648, 0.936, 0.689, 0.662, 0.548, 0.960, 0.939, 0.934 및 0.953이었다(그림 5A, D)의 경우 0.620, 0.811, 0.676, 0.878, 0.955, 0.546, 0.642, 0.765, 0.945, 0.759, 0.804, 0.625, 0.938, 0.753, 0.641, 0.540, 0.958, 0.945, 0.908, 0.941)을 참조GSE75037 또한 검증 세트 GSE31210(그림 5C,F)의 경우 AUC 값은 0.505, 0.676, 0.819, 0.688, 0.863, 0.540, 0.720, 0.665, 0.814, 0.562, 0.766, 0.661, 0.806, 0.528, 0.607, 0.652, 0.906, 0.927, 0.910 및 0.898이었습니다. IL6, CCNA2, JAK2, IL1B, ASPM, CCNB2, NUSAP1 및 CEP55에 대한 AUC 값은 &gt;0.7로, 8개 모두 진단적 유의성을 가지고 있음을 시사합니다.
BALB/c 마우스와 NOD/Ltj 마우스의 폐 조직에서는 소량의 전염증 인자인 IL-6 및 IL-1β 발현만 검출되었습니다. PM2.5로 자극한 후 IL-6 및 IL-1β의 발현이 크게 증가했으며, NOD/Ltj 마우스에서 BALB/c 마우스에 비해 현저하게 더 높은 고도가 관찰되었습니다(그림 6).
PM2.5 자극 후 BALB/c 마우스 및 NOD/Ltj 마우스의 폐 조직에서 JAK2/STAT3의 발현 수준은 크게 변하지 않았습니다. 그러나 p-JAK2 및 p-STAT3 수치는 유의하게 증가했다. NOD/Ltj 마우스는 PM2.5 자극 후 BALB/c 마우스에 비해 p-JAK2 및 p-STAT3의 발현이 유의하게 높았습니다(그림 7).
PM2.5 자극 후 ASPM 및 NUSAP1의 mRNA 발현은 BALB/c 마우스와 NOD/Ltj 마우스 모두에서 크게 변화하지 않았지만 CCNA2, CCNB2 및 CEP55의 mRNA 발현은 증가했습니다(그림 8). 특히, CCNA2, CCNB2 및 CEP55의 mRNA 발현은 PM2.5 자극 후 BALB/c 마우스에 비해 NOD/Ltj 마우스에서 유의하게 높았습니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67421/67421fig01.jpg"> 
그림 1: DEG의 화산 지도와 벤 다이어그램. (A) GSE84844의 화산 지도. (B) GSE51092의 화산 지도. (C) GSE32863의 화산 지도. (D) GSE75037의 화산 지도. (E) pSS-DEG 및 LUAD-DEG의 벤 다이어그램. 상향 조절된 유전자는 빨간색으로 착색됩니다. 하향 조절된 유전자는 녹색으로 착색됩니다. 약어: pSS = 원발성 쇼그렌 증후군; LUAD = 폐 선암; DEGs = 차등적으로 발현된 유전자. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67421/67421fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67421/67421fig02.jpg"> 
그림 2: pSS-LUAD-DEG의 KEGG 경로 농축.(A) pSS-LUAD-DEG의 TOP10 KEGG 농축 맵. (B) TOP10 KEGG 신호 경로와 pSS-LUAD-DEG 간의 연관성. 약어: KEGG = 교토 유전자 및 게놈 백과사전; pSS = 원발성 쇼그렌 증후군; LUAD = 폐 선암; DEGs = 차등적으로 발현된 유전자. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67421/67421fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67421/67421fig03.jpg"> 
그림 3: pSS-LUAD-DEG의 GO 농축 분석. 약어: GO = Gene Ontology; pSS = 원발성 쇼그렌 증후군; LUAD = 폐 선암; DEGs = 차등적으로 발현된 유전자. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67421/67421fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67421/67421fig04.jpg"> 
그림 4: pSS-LUAD-DEG의 PPI 네트워크. (A) PPI 네트워크의 시각화. 더 붉은 음영은 노드의 더 강한 연결성을 나타냅니다. (B) PPI 네트워크에서 더 높은 정도를 가진 상위 20개 유전자. 약어: PPI = 단백질-단백질 상호 작용; pSS = 원발성 쇼그렌 증후군; LUAD = 폐 선암; DEGs = 차등적으로 발현된 유전자. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67421/67421fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67421/67421fig05.jpg"> 
그림 5: 허브 유전자의 ROC 곡선 분석. (아프) GSE32863, GSE75037 및 GSE31210의 허브 유전자에 대한 ROC 곡선 분석. 약어: ROC = 수신기 작동 특성. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67421/67421fig05large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67421/67421fig06.jpg"> 
그림 6: PM2.5가 쥐 폐 조직의 전염증 인자에 미치는 영향. (A) 각 그룹의 마우스 폐 조직에서 IL-6의 발현. (B) 각 그룹의 마우스 폐 조직에서 IL-1β의 발현. a. 빈 대조군; b. pSS 그룹; c. PM2.5 그룹; d. pSS-PM2.5 그룹. * p &lt; 0.05는 빈 대조군과 비교했습니다. # p &lt; pSS 그룹과 비교하여 0.05; Δ p &lt; PM2.5 그룹과 비교하여 0.05. 약어: PM2.5 = 미립자 물질 2.5. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67421/67421fig06large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67421/67421fig07.jpg"> 
그림 7: PM2.5가 쥐 폐 조직의 JAK2/STAT3 신호 경로에 미치는 영향. (A) 각 그룹의 마우스 폐 조직에서 p-JAK2, JAK2, p-STAT3, STAT3 및 β-actin의 발현. (B) 각 그룹의 마우스 폐 조직에서 p-JAK2/JAK2의 비율. (C) 각 그룹의 마우스 폐 조직에서 p-STAT3/STAT3의 비율. a. 빈 대조군; b. pSS 그룹; c. PM2.5 그룹; d. pSS-PM2.5 그룹. * p &lt; 0.05는 빈 대조군과 비교했습니다. # p &lt; pSS 그룹과 비교하여 0.05; Δ p &lt; PM2.5 그룹과 비교하여 0.05. 약어: PM2.5 = 미립자 물질 2.5. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67421/67421fig07large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67421/67421fig08.jpg"> 
그림 8: PM2.5가 마우스 폐 조직에서 LUAD 관련 유전자에 미치는 영향. (A) 각 그룹의 마우스 폐 조직에서 CCNB2 mRNA의 발현. (B) 각 그룹의 마우스 폐 조직에서 CCNA2 mRNA의 발현. (C) 각 그룹의 마우스 폐 조직에서 ASPM mRNA의 발현. (D) 각 그룹의 마우스 폐 조직에서 NUSAP1 mRNA의 발현. (E) 각 그룹의 마우스 폐 조직에서 CEP55 mRNA의 발현. a. 빈 대조군; b. pSS 그룹; c. PM2.5 그룹; d. pSS-PM2.5 그룹. * p &lt; 0.05 빈 대조군과 비교; # pSS 그룹과 비교하여 0.05 &lt;; Δ p &lt; PM2.5 그룹과 비교하여 0.05. 약어: PM2.5 = 미립자 물질 2.5. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67421/67421fig08large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 표 1: pSS-DEG와 LUAD-DEG 간에 선택된 공유 DEG(PSS-LUAD-DEG) 목록입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67421/Supplementary%20Table%201.zip" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 코딩 파일 1: DEG를 필터링하기 위한 R 코드입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67421/DEGs_R_code.zip" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>

This study aimed to probe the potential common pathogenic mechanisms linking primary Sjogren's syndrome (pSS) and lung adenocarcinoma (LUAD) through ...

primary-sjogren-s-syndrome-associated-with-lung-adenocarcinoma

Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

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