Ин таҳқиқот меомӯзад, ки ди-(2-этилгексил) фталат (DEHP), ки пластификатори васеъ истифодашавандаи муҳитист, дар кадом сатҳҳои молекулавӣ ва ҳуҷайравӣ метавонад бо илтиҳоб ва бозсозии бофтаи рӯда, ки бо бемории Crohn алоқаманданд, ҳамдигарро бурида гузарад. Таҳқиқот пешгӯии ҳадафҳои кимиёвӣ, чандин когортҳои транскриптомии Crohn, WGCNA, омӯзиши мошинии тавзеҳшаванда, додаҳои секвениронии RNA-и якҳуҷайравӣ, проексияи ҳолати латентӣ бар асоси scVI, docking молекулавӣ ва симулятсияҳои динамикӣ, инчунин таҷрибаҳои муш ва fibroblast-ҳои ибтидоиро муттаҳид мекунад.
Дар натиҷаи таҳлили интегратсионӣ барномаи номзади чоргенӣ иборат аз ANXA3, DUSP6, IGFBP2 ва TNFSF13 ҳамчун меҳвари DEHP–Crohn муайян шудааст. Ин генҳо дар алгоритмҳои гуногуни омӯзиши мошинӣ ва когортҳои мустақили тасдиқӣ хусусиятҳои устувори вобаста ба бемории Crohn нишон додаанд. Дар таҳлилҳои ROC-и якгенӣ барои IGFBP2 AUC=0,952, барои ANXA3 0,931, барои DUSP6 0,884 ва барои TNFSF13 0,864 гузориш шудааст.
Таҳлили якҳуҷайравӣ нишон дод, ки ин барномаи номзади молекулавӣ махсусан бо fibroblast-ҳои илтиҳобӣ ҳамоҳанг мешавад. Дар ин ҳуҷайраҳо барномаҳои бозсозии марбут ба ташкили ECM, MAPK, PPAR ва TGF-β пешсаф буданд. Дар мушҳо DEHP колити таҷрибавии бо DSS эҷодшударо шадидтар кард; дар fibroblast-ҳои ибтидоии рӯда бошад ҳам меҳвари чоргенӣ ва ҳам нишондиҳандаҳои бозсозӣ ба монанди Col1a1, Fn1, Tgfb1 ва Ccl2 тағйир ёфтанд.
Хулосаи таҳқиқот исбот кардани он нест, ки DEHP сабаби бемории Crohn аст; балки пешниҳод кардани чаҳорчӯбаи озмоишшавандаи ҳолати ген–ҳуҷайра мебошад, ки нишон медиҳад вайроншавиҳои молекулавии марбут ба DEHP метавонанд бо ҳолати бозсозии бофтае, ки дар маркази он fibroblast-ҳои илтиҳобӣ қарор доранд, мувофиқ бошанд.
DEHP Чист ва Чаро Аз Нигоҳи Бемории Crohn Омӯхта Мешавад?
DEHP пластификатори фталат аст, ки дар маҳсулоти пластикӣ, бастабандии ғизо, таҷҳизоти тиббӣ, масолеҳи сохтмонӣ ва бисёр маҳсулоти истеъмолӣ истифода мешавад. Азбаски ба сохтори полимерӣ бо пайванди ковалентӣ пайваст нест, метавонад ҳангоми истеҳсол, истифода ва партов ба муҳит гузарад.
Одамон метавонанд ба DEHP тавассути:
- ғизо,
- нафаскашӣ,
- тамоси пӯст,
- ва баъзе таҷҳизоти тиббӣ
дучор шаванд.
Пас аз ворид шудан ба организм, DEHP метавонад ба метаболитҳои фаъол, аз ҷумла mono-(2-этилгексил) фталат (MEHP), табдил ёбад ва дар адабиёти қаблӣ бо:
- вайроншавии эндокринӣ,
- стресси оксидативӣ,
- ихтилоли митохондриявӣ,
- фаъолшавии сигналҳои илтиҳобӣ,
- осеби монеаи эпителиалӣ
алоқаманд дониста шудааст.
Бемории Crohn танҳо аз фаъолшавии системаи иммунӣ иборат нест. Илтиҳоби transmural, фаъолшавии ҳуҷайраҳои stromal, ҷамъшавии матритсаи берунҳуҷайравӣ, fibrosis ва бозсозии сохторӣ ҷузъҳои муҳими беморӣ мебошанд.
Ин Таҳқиқот DEHP ва Бемории Crohn-ро Чӣ Гуна Ба Ҳам Пайваст?
Таҳқиқот танҳо ҳадафҳои пешгӯишудаи DEHP-ро бо генҳои тағйирёфтаи бемории Crohn рӯи ҳам нагузошт; инчунин модулҳои ко-экспрессияи вобаста ба беморӣ, омӯзиши мошинӣ ва моделсозии ҳолати якҳуҷайравиро истифода бурд.
Ҳадафҳои номзади сафедаи инсон барои DEHP аз:
- ChEMBL,
- PharmMapper,
- SwissTargetPrediction
пешгӯӣ шуданд.
Барои бемории Crohn панҷ маҷмӯи додаҳои GEO bulk-transcriptome истифода шуданд:
- GSE112366
- GSE16879
- GSE95095
- GSE179285
- GSE186582
Се маҷмӯи аввал ҳамчун когорти кашф/омӯзиш ва ду маҷмӯи охир ҳамчун когорти мустақили тасдиқӣ истифода шуданд.
Таъсири batch чӣ гуна назорат шуд?
Барои кам кардани фарқиятҳои техникии байни маҷмӯаҳои GEO:
- SVA,
- ComBat,
- PCA
дар як равиши бисёрмарҳилавии нормализатсия ва назорати сифат истифода шуданд.
Расми 1 дар саҳифаҳои 17–18 нишон медиҳад, ки пеш аз ислоҳи batch намунаҳо аз рӯи манбаи маҷмӯи додаҳо ҷудо мешуданд; пас аз ComBat тақсимот ҳолати бемориро беҳтар инъикос мекард.
Дар Бемории Crohn Чанд Гени Дифференсиалӣ Ёфт Шуд?
Дар когорти муттаҳидшудаи омӯзиш:
266 гени дифференсиалии марбут ба бемории Crohn
муайян шуд.
Ҳадҳои истифодашуда:
|log2FC| > 0,585 ва P-и ислоҳшуда < 0,05
буданд.
Пас аз муайян кардани модулҳои вобаста ба ҳолати беморӣ бо WGCNA, аз буриши генҳои дифференсиалӣ ва генҳои модул:
27 гени умумии вобаста ба беморӣ
ба даст омад.
Байни DEHP ва Crohn Чанд Гени Номзади Умумӣ Ёфт Шуд?
Дар буриши ҳадафҳои номзади DEHP бо генҳои тағйирёфтаи Crohn:
6 гени умумӣ
муайян шуд.
Ин шаш ген баъдан бо:
- шабакаи PPI,
- бойгардонии GO,
- бойгардонии KEGG,
- омӯзиши мошинии бисёрмоделӣ
арзёбӣ шуданд.
Самтҳои функсионалии марбут иборат буданд аз:
- танзими илтиҳоб,
- ҷавоби иммунӣ,
- муҳоҷирати ҳуҷайра,
- ҷавоб ба гипоксия,
- апоптоз,
- интиқоли сигнал
.
Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот
Омӯзиши Мошинӣ Кадом Чор Генро Пешсаф Кард?
Дар натиҷаи муқоисаи чандин модел:
- ANXA3
- DUSP6
- IGFBP2
- TNFSF13
ҳамчун комбинатсияи асосии генҳои номзади DEHP–Crohn интихоб шуданд.
Дар байни моделҳои истифодашуда:
- LASSO
- Ridge
- Elastic Net
- Random Forest
- Gradient Boosting
- SVM
- Linear Discriminant Analysis
- XGBoost
- Partial Least Squares GLM
буданд.
Қиматҳои AUC-и Чор Ген Чӣ Қадар Буданд?
| Ген | AUC дар тасдиқи мустақил |
|---|---|
| IGFBP2 | 0,952 |
| ANXA3 | 0,931 |
| DUSP6 | 0,884 |
| TNFSF13 | 0,864 |
Ин қиматҳо қобилияти ҷудо кардани ҳолати бемории Crohn дар додаҳои транскриптомиро нишон медиҳанд.
Онҳо нишондиҳандаҳои biomarker-и омода барои истифодаи клиникӣ нестанд.
Таҳлили SHAP чӣ нишон дод?
Дар натиҷаҳои SHAP гузориш шуд, ки экспрессияи баланди DUSP6 ва TNFSF13 баромади моделро ба самти беморӣ тела медиҳад.
ANXA3 ва IGFBP2 низ дар қабатҳои гуногуни додаҳо саҳмҳои хусусиятии вобаста ба беморӣ нишон доданд.
Расми 2 дар саҳифаҳои 20–21 муқоисаи моделҳо, каҷҳои ROC, nomogram, каҷи қарор ва тақсимоти SHAP-ро якҷоя нишон медиҳад.
Оё Ин Чор Ген Қисмҳои Як Роҳи Ягонаи Сигналӣ Ҳастанд?
Не. Манбаъ махсус таъкид мекунад, ки ин генҳо набояд ҳамчун як роҳи хаттии ягона тафсир шаванд.
Онҳо лангарҳои функсионалӣ мебошанд, ки равандҳои гуногуни биологиро ифода мекунанд:
- ANXA3: ташкили мембрана, барқароршавии захм ва restitutsiya-и эпителиалӣ.
- DUSP6: танзими feedback-и MAPK/ERK.
- IGFBP2: меҳвари IGF, афзоиш, зиндамонӣ ва барқароршавии бофта.
- TNFSF13/APRIL: камолоти B-ҳуҷайра, plasma cells ва иммунитети гуморалии луобпарда.
Қавитарин Сигнали Ҳуҷайравӣ Дар Таҳлили Якҳуҷайравӣ Дар Куҷо Дида Шуд?
Ҳамоҳангии равшантарин дар fibroblast-ҳои илтиҳобӣ дида шуд.
Барои таҳлили якҳуҷайравӣ GSE134809 истифода шуд.
Ҳуҷайраҳо ба синфҳои асосии:
- эпителиалӣ,
- иммунӣ,
- stromal,
- endothelial/pericyte
ҷудо шуданд ва fibroblast-ҳо баъдан ба зертипҳое мисли matrix fibroblast ва fibroblast-и илтиҳобӣ тақсим шуданд.
Расми 3 дар саҳифаи 24 нишон медиҳад, ки барномаи номзад махсусан дар fibroblast-ҳои илтиҳобӣ қавӣ аст.
Сигналҳои заифтар, вале назаррас дар:
- mast cells,
- ILC3,
- баъзе ҳуҷайраҳои эпителиалии марбут ба regeneration
низ мушоҳида шуданд.
Дар Fibroblast-ҳои Илтиҳобӣ Кадом Роҳҳо Пешсаф Буданд?
Ба гуфтаи манбаъ, роҳҳои пешсаф:
- ECM organization
- MAPK signaling
- PPAR signaling
- TGF-β signaling
буданд.
Ин комбинатсия аз нигоҳи биологӣ бо илтиҳоб, танзими метаболикӣ, fibrosis ва бозсозии бофта мувофиқ аст.
Таҳлили Алоқаи Байни Ҳуҷайраҳо Чӣ Нишон Дод?
Дар ҳолате, ки барномаи номзад қавитар буд, fibroblast-ҳо бо:
- CD4+ T cells,
- monocytes/macrophages,
- epithelial cells,
- ҳуҷайраҳои марбут ба endothelial
шабакаи васеи ligand–receptor нишон доданд.
Ин натиҷа дастгирӣ мекунад, ки fibroblast-ҳои илтиҳобӣ танҳо ҳуҷайраҳои пассиви тавлидкунандаи ECM нестанд, балки метавонанд яке аз марказҳои фаъоли алоқаи микромуҳити илтиҳобии маҳаллӣ бошанд.
Таҳлили Ҳолати Латентии Беморӣ
Таҳлили Вектори Беморӣ Бар Асоси scVI Чӣ Нишон Дод?
Он нишон дод, ки тағйироти транскрипсионии вобаста ба беморӣ дар fibroblast-ҳои илтиҳобӣ метавонад бештар ҳамчун гузариши пайвастаи ҳолат модел шавад, на ҳамчун як гузариши ногаҳонии ягона.
Дар таҳқиқот сатҳҳои гузариши латентӣ:
- α=0,5
- α=1,0
- α=1,5
сохта шуданд.
Бо зиёд шудани шиддати гузариш, ҳуҷайраҳо дар фазои UMAP бештар ба минтақаи вобаста ба бемории Crohn наздик шуданд.
Қиматҳои pseudotime низ тадриҷан баланд шуданд.
Оё α=1,5 Бо Ҳуҷайраи Ҳақиқатан Бемор Якхела Буд?
Не.
Ҳолати α=1,5:
- аз ҳуҷайраҳои солим/uninvolved ба таври назаррас фарқ дошт,
- аммо аз ҳолати воқеии involved fibroblast низ ба таври назаррас фарқ мекард.
Манбаъ онро ҳамчун phenotype-и латентии миёна, ки ба ҳолати беморӣ наздик мешавад, тафсир мекунад.
Ҷолиб он аст, ки дар баъзе ченакҳои pseudotime α=1,5 аз ҳолати воқеии involved ҳам гузаштааст.
Муаллифон ошкоро мегӯянд, ки ин ҳатман ҳолати воқеии биологии ҳуҷайра нест, балки натиҷаи ҳисоббарорӣ аст, ки ҳассосияти модели баландандозаро ба самти беморӣ нишон медиҳад.
Симулятсияи Молекулавӣ ва Тасдиқи Таҷрибавӣ
Оё DEHP Ба Ин Чор Сафеда Бевосита Мепайвандад?
Ин таҳқиқот инро мустақиман исбот намекунад.
Дар таҳлилҳои docking бо AutoDock Vina гузориш шуд, ки DEHP метавонад дар сафедаҳои ANXA3, DUSP6, IGFBP2 ва TNFSF13 конформатсияҳои аз ҷиҳати энергетикӣ қобили қабул эҷод кунад.
Дар симулятсияҳои molecular dynamics баъзе комплексҳо дар давоми симулятсия нисбатан устувор монданд.
Таҳлилҳо аз рӯи:
- RMSD
- RMSF
- SASA
- radius of gyration
- шумораи hydrogen bond
- interaction energy
анҷом дода шуданд.
Аммо манбаъ инро танҳо ҳамчун:
“potential structural compatibility”
тавсиф мекунад.
Барои исботи пайвастшавии мустақим:
- SPR
- ITC
- CETSA
- pull-down
- mutagenesis-и ҳадафнок
- rescue experiments
лозим шуморида мешаванд.
Таҷрибаи Муш Чӣ Гуна Тарҳрезӣ Шуд?
Мушҳои наринаи C57BL/6-и ҳаштҳафтаина ба чор гурӯҳ тақсим шуданд:
- Control
- DEHP
- DSS
- DSS + DEHP
Дар ҳар гурӯҳ:
8 муш
буд.
Консентратсияи DSS:
%3
Дозаи DEHP:
30 mg/kg/рӯз
буд.
Оё DEHP Колити DSS-ро Шадидтар Кард?
Дар ин модели таҷрибавӣ — ҳа.
Гурӯҳи DSS+DEHP нисбат ба гурӯҳи танҳо DSS:
- colon кӯтоҳтар,
- индекси баландтари фаъолияти беморӣ,
- осеби шадидтари эпителий,
- инфилтратсияи бештари ҳуҷайраҳои илтиҳобӣ,
- холи баландтари histological score,
- талафоти равшантари goblet cells
нишон дод.
Расми 6 дар саҳифаи 30 ин натиҷаҳоро бо морфология, дарозии colon, фаъолияти беморӣ, H&E ва рангкунии goblet cell якҷоя нишон медиҳад.
Чор Ген Дар Колони Муш Чӣ Гуна Тағйир Ёфтанд?
Гурӯҳи DSS+DEHP нисбат ба гурӯҳи DSS:
- Anxa3 кам шуд
- Igfbp2 кам шуд
- Dusp6 зиёд шуд
- Tnfsf13 зиёд шуд
Ин самт бо меҳвари ҳисоббарории номзади DEHP–Crohn мувофиқ дониста шуд.
Таҷрибаи Fibroblast-и Ибтидоӣ Чӣ Нишон Дод?
Fibroblast-ҳои ибтидоии рӯдаи муш:
бо 50 μM DEHP барои 24 соат
дучор карда шуданд.
Дар натиҷа:
- Anxa3 ↓
- Igfbp2 ↓
- Dusp6 ↑
- Tnfsf13 ↑
тағйир ёфтанд.
Илова бар ин:
- Col1a1 ↑
- Fn1 ↑
- Tgfb1 ↑
- Ccl2 ↑
гузориш шуданд.
Ин генҳо мутаносибан бо ҷамъшавии collagen, ташкили fibronectin/ECM, signaling-и profibrotic ва алоқаи stromal–myeloid вобастаанд.
Ёддошти Манбаъ ва Усул
Унвони аслӣ: Cross-Scale Mapping of DEHP-Associated Molecular Programs Reveals an Inflammatory Fibroblast Remodeling State in Crohn’s Disease
Муаллифон: Miyang Yang, Zhaochu Wang, Manli Yan, Zhanhong Yuan, Lei Zeng, Wanxian Huang, Xinyi Liang, Jing Wang, Xi Sun
SSRN: Abstract 6933308
Ҳолати нашр: Preprint; ҳанӯз аз peer review нагузаштааст.
Манбаъҳои асосии додаҳо: GSE112366, GSE16879, GSE95095, GSE179285, GSE186582 ва GSE134809.
Усулҳои асосии ҳисоббарорӣ: пешгӯии ҳадафҳои DEHP, WGCNA, шабакаи PPI, бойгардонии GO/KEGG, омӯзиши мошинии бисёрмоделӣ, SHAP, scVI latent-space projection, CellChat ва CellPhoneDB.
Усулҳои асосии таҷрибавӣ: модели колити DSS, H&E, рангкунии goblet cell, qRT-PCR ва exposure-и fibroblast-и ибтидоии рӯда.
Модели муш: C57BL/6-и наринаи 8-ҳафтаина; чор гурӯҳ; дар ҳар гурӯҳ 8 муш.
DSS: %3.
Дозаи DEHP: 30 mg/kg/рӯз.
Exposure-и fibroblast: 50 μM DEHP, 24 соат.
Генҳои асосии номзад: ANXA3, DUSP6, IGFBP2, TNFSF13.
Контексти асосии ҳуҷайравӣ: Fibroblast-и илтиҳобӣ.
Меҳвари асосии бозсозӣ: ташкили ECM, MAPK, PPAR ва барномаҳои TGF-β.
Тасдиқи ахлоқӣ: Sun Yat-sen University Animal Ethics Committee; SYSU-IACUC-2022-B1731.
Маблағгузорӣ: Fujian Provincial Department of Science and Technology Social Development Guiding (Key) Project No. 2024Y0025 ва Natural Science Foundation of Guangdong Province No. 2024A1515010615.
Натиҷаҳое, Ки Таҳқиқот Дастгирӣ Мекунад
- Ҳадафҳои номзади DEHP бо барномаҳои транскрипсионии вобаста ба Crohn ҳамдигарро бурида мегузаранд.
- ANXA3, DUSP6, IGFBP2 ва TNFSF13 як комбинатсияи устувори хусусиятҳои номзадиро ташкил доданд.
- Ин барнома бо fibroblast-ҳои илтиҳобӣ ҳамоҳангии қавии якҳуҷайравӣ нишон дод.
- Дар fibroblast-ҳои илтиҳобӣ тағйироти вобаста ба ECM, MAPK, PPAR ва TGF-β пешсаф буданд.
- DEHP илтиҳоби таҷрибавии рӯдаи бо DSS эҷодшударо шадидтар кард.
- Дар fibroblast-ҳои ибтидоӣ DEHP меҳвари чоргенӣ ва нишондиҳандаҳои бозсозиро тағйир дод.
Натиҷаҳое, Ки Таҳқиқот Дастгирӣ Намекунад
- Исбот нашудааст, ки DEHP дар одамон сабаби бемории Crohn мешавад.
- Ин чор ген панели тасдиқшудаи клиникии ташхиси Crohn нестанд.
- Натиҷаҳои docking далели пайвастшавии мустақими сафеда нестанд.
- scVI latent shift сабти воқеии якҳуҷайравии exposure-и DEHP нест.
- Модели DSS ҳамаи хусусиятҳои музмин, сегменталӣ ва transmural-и Crohn-и инсонро пурра такрор намекунад.
- Нишон дода нашудааст, ки fibroblast-ҳо ягона навъи ҳуҷайраи масъуланд.
- Байни DEHP ва fibrosis дар инсон робитаи мустақими сабабӣ муқаррар нашудааст.
Маҳдудиятҳои Асосӣ
Додаҳои bulk transcriptome, якҳуҷайравӣ ва ҳайвонот аз контекстҳои гуногуни таҷрибавӣ ва биологӣ омадаанд.
Ҳадафҳои сафедавии DEHP асосан ба пешгӯиҳои ҳисоббарорӣ такя мекунанд.
Таҳлили якҳуҷайравӣ бофтаи беморони воқеӣ пас аз exposure-и DEHP ё MEHP нест.
Додаҳои qRT-PCR дар бофтаи colon-и DSS саҳми мушаххаси ҳар навъи ҳуҷайраро пурра ҷудо карда наметавонанд.
Дар ин таҳқиқот робитаи мустақим байни exposure-и ченшудаи DEHP/MEHP ва ҳолати fibroblast дар намунаҳои беморони инсон нишон дода нашудааст.
Дар оянда намунаҳои беморони Crohn бо сатҳи воқеии exposure-и маълум, spatial transcriptomics, моделҳои ҳайвоноти махсуси навъи ҳуҷайра ва таҷрибаҳои мустақими пайвастшавии сафеда лозиманд.
Шарҳ гузоред
Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд