Bu çalışma 2019 EULAR/ACR sınıflandırma kriterlerine göre yapılmıştır. Bu çalışma Shenzhen Halk Hastanesi tarafından onaylanmıştır (Etik Kurul Onay Numarası LL-KY-2019514).
Mendel randomizasyon (MR) analizi
GWAS veri kaynakları
SLE ve 565 metabolit için genetik ilişkilendirme verileri OpenGWAS veri tabanından (https://gwas.mrcieu.ac.uk/) elde edildi. Hastalık GWAS veri setleri Tablo 1'de özetlenmiş, metabolit GWAS verileri için kaynaklar ve örneklem büyüklükleri Tablo 2'de detaylandırılmıştır. Bu veri kümeleri, metabolitler ve SLE 13,14,15,16 arasındaki nedensel ilişkileri araştırmak için MR analizinin temelini oluşturdu.
Araçsal değişkenlerin seçimi
Kan metabolitleri ve SLE ile ilişkili genetik varyantlar, MR analizi için araçsal değişkenler (IV'ler) olarak seçildi. IV'ler, MR'nin üç temel varsayımına göre seçilmiştir: uygunluk, bağımsızlık ve dışlama kısıtlaması17. Spesifik olarak, genom çapında bir anlamlılık eşiğinde metabolitlerle ilişkili tek nükleotid polimorfizmleri (SNP'ler) P < 5 × 10-8 seçildi18. IV'ler arasında bağımsızlığı sağlamak için, referans paneli19 olarak Avrupa popülasyonu kullanılarak r2 < 0.001 eşiği ve 10.000 kb'lik bir fiziksel mesafe ile bağlantı dengesizliği (LD) kümelenmesi gerçekleştirildi. Bu süreç fazlalığı en aza indirdi ve her IV'ün MR analizi için benzersiz bilgiler sağlamasını sağladı.
İstatistiksel analizler
MR analizi için birincil istatistiksel yaklaşım, metabolitlerin SLE20 üzerindeki nedensel etkisini tahmin etmek için çoklu IV'lerin etkilerini birleştiren ters varyans ağırlıklı (IVW) yöntemdi. Potansiyel pleiotropiyi hesaba katmak için MR-Egger regresyonu21 kullanılarak duyarlılık analizleri yapıldı. Her IV'ün gücü, F-istatistikleri kullanılarak değerlendirildi ve sağlam alet gücü22 sağlamak için yalnızca F > 10 sergileyen SNP'ler tutuldu. Zayıf enstrüman yanlılığını önlemek için daha düşük F istatistiklerine sahip SNP'ler hariç tutuldu. Nihai MR analizleri, yalnızca önemli bir heterojenlik veya pleiotropi tespit edilmediğinde gerçekleştirildi ve nedensel tahminlerin23 güvenilirliği sağlandı.
Duyarlılık analizleri
MR bulgularının sağlamlığını değerlendirmek için çeşitli duyarlılık analizleri kullanıldı. IV'ler arasındaki heterojenlik Cochran's Q testi kullanılarak değerlendirilirken, pleiotropi MR-Egger regresyonu24 ile değerlendirildi. Ek olarak, MR sonuçlarının herhangi bir SNP25'ten orantısız bir şekilde etkilenip etkilenmediğini belirlemek için bir dışarıda bırakma analizi yapıldı. IV'lerin bireysel ve birleşik etkilerini görselleştirmek için orman arazileri oluşturuldu. Bu analizler toplu olarak MR sonuçlarının pleiotropik etkiler veya aykırı SNP'ler tarafından önyargılı olmamasını sağladı.
Metabolomik veri kaynağı
Bu çalışmada kullanılan metabolomik veriler, araştırma grubumuz10 tarafından daha önce yayınlanmış bir çalışmadan elde edilmiştir. Bu çalışmada 121 SLE hastası ve 106 sağlıklı bireyden alınan serum örnekleri üzerinde metabolomik analizler yaptık. Hedeflenmemiş metabolomik profilleme, kütle spektrometrisi (UHPLC-MS) ile birleştirilmiş ultra yüksek performanslı sıvı kromatografisi kullanılarak gerçekleştirildi. Veriler, SLE ile önemli ölçüde ilişkili metabolitleri tanımlamak için pik tespiti, hizalama ve normalleştirme dahil olmak üzere standart metabolomik iş akışları kullanılarak işlendi. Bu metabolitler daha sonra örtüşen metabolitleri belirlemek için MR analizinden elde edilen sonuçlarla çapraz referanslandırıldı. Daha ayrıntılı bilgi önceki yayın10'da bulunabilir. Metabolomik analizde önemli ölçüde ilişkili metabolitler ve MR analizinde önemli nedensel ilişkilere sahip olanlar, MetaboAnalyst platformu kullanılarak ilgili HMDB kimlikleriyle eşleştirildi. Ortak metabolitler daha sonra iki HMDB kimliği setinin kesişmesiyle tanımlandı.
Sitokin ölçümleri ve apoptoz testi
2019 EULAR/ACR sınıflandırma kriterlerine uygun olarak toplam 3 SLE hastası kaydedildi (Tablo 3).
Periferik kan örneği toplama ve lenfosit izolasyonu
Antikoagülan olarak heparin sodyum içeren vakum tüpleri kullanılarak katılımcılardan periferik kan örnekleri (3-6 mL) toplandı. Periferik kan mononükleer hücreleri (PBMC'ler), Ficoll-Paque yoğunluk gradyan santrifüjleme (20-30 dakika boyunca 400-800 × g ) ile izole edildi. İzole edilen hücreler, düşük hızlı santrifüjleme (10 dakika boyunca 250 × g ) yoluyla fosfat tamponlu salin (PBS, HyClone) ile iki kez yıkandı ve% 10 fetal sığır serumu ile desteklenmiş tam RPMI-1640 ortamında yeniden süspanse edildi. Hücre yoğunluğu, otomatik bir hücre sayacı tarafından doğrulandığı üzere 1 × 106 hücre/mL'ye ayarlandı. Hücre süspansiyonu, kültür plakalarına ekildi ve yapışmayı arttırmak için %5CO2 atmosferinde 37°C'de 2 saat önceden inkübe edildi. Ön inkübasyondan sonra, kültür süpernatantındaki yapışık olmayan hücreler dikkatlice toplandı ve lenfosit izolasyonuna tabi tutuldu. Toplanan süspansiyon, Ficoll-Paque üzerine nazikçe katmanlandı ve frensiz 20 dakika boyunca 400 × g'da tekrar santrifüjlendi. Plazma-Ficoll arayüzündeki mononükleer hücre tabakası dikkatlice aspire edildi, fosfat tamponlu salin (PBS) ile iki kez yıkandı ve %10 fetal sığır serumu içeren RPMI-1640 ortamında yeniden süspanse edildi. Hücre canlılığı ve konsantrasyonu, otomatik hücre sayacı kullanılarak değerlendirildi ve lenfositler daha sonra aşağı akış uygulamaları için kullanıldı.
Hücre tedavisi ve kültürü
Hücreler tedavi için beş gruba ayrıldı: Kontrol grubu: Eşit hacimde DMSO ile tedavi edildi. Kolesterol tedavi grubu: 1.5 mmol/L konsantrasyonda kolesterol ile tedavi edildi. Bu çalışmada kullanılan 1.5 mmol/L serbest kolesterol konsantrasyonu, fizyolojik seviyelerin ötesinde lipid açısından zengin bir mikro ortamı simüle etmek için seçilmiştir. Sağlıklı bireylerde dolaşımdaki serbest kolesterol tipik olarak 0,9-1,3 mmol/L arasında değişir. Bu deneylerde kullanılan hafif yüksek konsantrasyon, SLE'de iltihaplı veya metabolik olarak bozulmuş dokularda meydana gelebilecek patolojik lipid birikimini taklit etmeyi amaçlamıştır. Stearamid tedavi grupları: 5 μmol/L ve 10 μmol/L konsantrasyonlarında stearamid ile muamele edilir. Stearamid konsantrasyonları (5 ve 10 μmol/L), 5-10 μmol/L aralığındaki stearamid seviyelerinin patolojik koşullar altında yüksek lipid birikimini taklit edebileceğini öne süren önceki bir rapora26 dayanarak seçilmiştir. Buradaki amaç, yüksek konsantrasyonlu lipid maruziyetinin SLE lenfositleri üzerindeki pro-apoptotik ve immünomodülatör etkilerini araştırmak, inflamatuar veya metabolik olarak düzensiz durumları simüle etmekti. Kolesterol ve stearamid ilk önce yüksek konsantrasyonlu stok çözeltileri hazırlamak için DMSO içinde çözüldü ve bunlar daha sonra hedef konsantrasyonlara ulaşmak için kültür ortamında seyreltildi. Tüm gruplarda nihai DMSO konsantrasyonu %0,1'i (v/v) geçmedi. İlgili işlemler eklendikten sonra, plakalar eşit dağılım sağlamak için hafifçe çalkalandı ve% 5 CO2 ortamında 37 ° C'de 48 saat inkübe edildi.
Apoptoz testi
Apoptoz deneyleri için 1 × 106 ila 3 × 106 hücre toplandı ve önceden soğutulmuş PBS ile iki kez yıkandı. Hücrelerin 500 μL önceden soğutulmuş apoptoz-pozitif kontrol solüsyonu içinde yeniden süspanse edilmesi ve buz üzerinde 30 dakika inkübe edilmesi ve ardından başka bir PBS yıkaması ile pozitif bir kontrol grubu hazırlandı. Deney grupları, kontrol, kolesterol (1.5 mmol/L) ve stearamid (10 μmol/L) tedavileri ile bölüm 1.7'de açıklandığı gibi tedavi edildi. Tedaviden sonra, 1-10 × 105 hücre (kültür süpernatantından gelenler dahil) toplandı ve 500 μL 1× Bağlayıcı Tampon (5× stok çözeltisinin çift damıtılmış su ile seyreltilmesiyle hazırlandı) içinde yeniden süspanse edildi. Her numune eşit sayıda işlenmemiş canlı hücre ile karıştırıldı ve hacim, önceden soğutulmuş 1× Bağlama Tamponu ile 1,5 mL'ye ayarlandı. Süspansiyon daha sonra üç tüpe bölündü: biri boş kontrol için ve ikisi tek leke telafisi için (Ek V-FITC ve PI). Her deney tüpüne 5 μL Annexin V-FITC ve 10 μL PI boyama solüsyonu ilave edildi, ardından vorteksleme ve oda sıcaklığında karanlıkta 5 dakika inkübasyon yapıldı. Akış sitometrisi, Ek V-FITC'yi (530 nm'de emisyon) ve PI'yi (615 nm'de emisyon) tespit etmek için 488 nm'lik bir uyarma lazeri kullanılarak gerçekleştirildi. Boş kontrol tüpü, ileri saçılım (FSC), yan saçılım (SSC) ve floresan kanal voltajlarını ayarlamak için kullanılırken, tek lekeli tüpler floresan telafisi için kullanıldı. Apoptoz, apoptotik hücrelerin oranını değerlendirmek için çift parametreli dağılım grafikleri kullanılarak analiz edildi27,28.
Bağışıklık faktörü tespiti
48 saatlik inkübasyonun ardından, hücre süspansiyonları, analize kadar -80 ° C'de saklanan kültür süpernatantlarını toplamak için santrifüjlendi (5 dakika boyunca 250 × g ). Sitokin ölçümü, cihaz için optimizasyonlarla birlikte üreticinin talimatları izlenerek ticari bir İnsan Temel Bağışıklık Tepkisi Paneli kullanılarak gerçekleştirildi. Kısaca, bir mikroplakanın her bir kuyucuğuna 25 μL tahlil tamponu ve 25 μL standart (2.4 ila 10.000 pg/mL arasında değişen) veya numuneler eklendi. Boncuk karışımı 30 saniye boyunca vortekslendi ve kuyucuklara eklenerek toplam reaksiyon hacmi 75 μL'ye getirildi. Plaka, karanlıkta 2 saat oda sıcaklığında çalkalanarak (800 rpm) inkübe edildi. İki otomatik yıkamadan sonra (1× yıkama tamponu, 5 dakika boyunca 250 × g ), her bir oyuğa 25 μL biyotinlenmiş saptama antikoru ilave edildi ve 1 saat inkübe edildi. Daha sonra, sinyali yükseltmek için 30 dakika boyunca 25 μL streptavidin-fikoeritrin (SA-PE) ilave edildi.
Veri toplama, PE tespiti için 488 nm uyarma lazeri ve 575/26 nm filtre ile donatılmış bir akış sitometresi kullanılarak gerçekleştirildi. Her deneyden önce, fotoçoğaltıcı tüp voltajlarını ve spektral kompanzasyonu optimize etmek için kalibrasyon boncukları kullanıldı. Veriler, LEGENDplex yazılımı v8.0 kullanılarak analiz edildi ve sitokin konsantrasyonları beş parametreli lojistik (5PL) eğri uydurma ile belirlendi. Her sitokin için tespit limitleri 0.68 pg/mL ile 1.97 pg/mL arasında değişiyordu ve kesinliği sağlamak için deneyler iki kez yapıldı (kuyular arası varyasyon katsayısı <%10). Sonuçlar ortalama ±± standart sapma olarak ifade edildi ve gruplar arasındaki istatistiksel farklılıklar tek yönlü ANOVA ve ardından uygun bir istatistiksel analiz yazılımında Tukey'in post-hoc testi kullanılarak değerlendirildi. 48 saatlik inkübasyon süresi, immün yanıtı kapsamlı bir şekilde yakalamak için sitokin sekresyonundaki dinamik değişikliklere göre seçildi. Günlük cihaz kalibrasyonu ve DMSO konsantrasyonunun kontrolü (%≤0,1), sonuçların güvenilirliğini ve tekrarlanabilirliğini sağlamıştır 29,30,31.