李成团队揭示术后系统性炎症失调中与免疫和代谢改变相关的关键基因

2023年9月8日，同济大学附属第四人民医院李成团队在国际期刊Frontiers in Immunology发表题为“Identification of potential hub genes linked to immune and metabolic alterations in postoperative systemic inflammatory dysregulation”的研究论文，确定了术后全身炎症失调患者免疫和代谢改变相关的核心基因，为免疫和代谢相互作用的机制提供了新的见解。

术后系统性炎症失调(Postoperative systemic inflammatory dysregulation, PSID)是一种术后可能发生的炎症状态，可以通过术后炎症因子水平改变来识别，如C反应蛋白和促炎细胞因子水平的升高。其特征主要表现为：免疫和代谢异常。然而，很少有研究关注术后患者免疫和代谢变化之间的相关性。该文章通过研究和鉴定与PSID患者免疫和代谢改变相关的潜在关键基因，将有助于深入了解免疫和代谢相互作用的机制，并为临床治疗提供新的靶点。

（图1研究流程示意图）

首先，研究者对PSID患者和对照组患者进行基因差异表达分析，检测到与免疫和代谢相关的差异表达基因。通过GO、KEGG富集分析和相关性分析揭示PSID患者的免疫过程与代谢过程密切相关。（图2，3）

（图2PSID中广泛的免疫和代谢改变）

（图3PSID中免疫和代谢的相关性）

接着，使用xCell确定不同免疫细胞的免疫浸润评分，其中淋巴系细胞评分较低，髓系细胞的免疫评分较高。

（图4免疫细胞浸润）

将免疫细胞特征基因和代谢相关的关键基因重叠的基因定义为PSID的关键基因集（CD28,CD40LG，MAPK14和S100A12），这些基因与PSID的免疫和代谢变化的联系极其密切。并使用ROC曲线验证上述4个关键基因均具有较高的诊断价值。(图5)

(图5PSID中关键基因)

最后，为了进一步验证分析结果，本研究在LPS诱导的脓毒症小鼠模型上，利用流式细胞术检测了脓毒症小鼠CD3+T细胞中CD28和CD40LG的表达。结果表明脓毒症小鼠血液和脾脏中CD28和CD40LG的表达显著降低。（图6）

（图6CD28和CD40LG在LPS诱导的小鼠模型中表达下降）

本研究评估术后免疫失调患者的基因和生物学过程的改变，使用共表达网络分析来探索PSID中发生的免疫相关关键基因和代谢关键基因的变化，为PSID的诊断和治疗提供了新的视角。

同济大学附属上海市第四人民医院李成副教授、张辉住院医师、同济大学助理教授刘起东为共同通讯作者。同济大学博士生曹思璐，硕士生唐瑾萱和博士生费苗苗为本文的共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金、上海市自然科学基金、上海市科学技术委员会和上海市第四人民医院的支持。

排版：蓝

审校：陈小星

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