基于转录组学与细胞模型的天然免疫网络昼夜节律特性研究

王建新, 于明航, 刘晓蕊, 王玺

山西医科大学学报 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (07) : 758-766. DOI: 10.13753/j.issn.1007-6611.2025.07.005

基于转录组学与细胞模型的天然免疫网络昼夜节律特性研究

  • 王建新, 于明航, 刘晓蕊, 王玺
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摘要

目的 系统解析天然免疫网络的全局节律特征,探究基于昼夜节律系统开展免疫干预的可行性。方法 整合GEO和GTEx两大公共数据库的转录组数据集开展分析,系统解析4条天然免疫通路中54个核心基因的昼夜震荡特征。利用地塞米松同步处理构建基于293T细胞的昼夜节律模型,验证视黄酸(维甲酸)诱导基因I(RIG-I)受体通路基因表达与免疫应答强度的节律特征。利用时钟基因REV-ERBα的抑制剂SR8278,以及基因CLOCK的抑制剂CLK8分别处理293T细胞,考察干预昼夜节律系统对天然免疫应答的影响。结果 转录组数据分析结果显示在天然免疫网络54个关键基因中,30个基因呈现出昼夜震荡特征。其中TBK1激酶与NF-κB亚基RELA等分子在U2OS细胞、阴道组织等至少两种样本类型中呈现显著且稳定的节律性表达(P<0.05)。基于293T细胞的昼夜节律模型中,RIG-I信号通路中IFIH1、TBK1、IRAK1、RELA和IRF3基因的表达存在显著昼夜节律变化。免疫应答强度也呈现出显著昼夜节律特征,其中授时因子时间(ZT)24时组的ISG15、INFβ、ISG56和CCL5的基因表达水平显著低于ZT12时组(P<0.05)。基于抑制剂的昼夜节律干预实验结果显示,与CLK8处理组相比,SR8278处理组293T细胞中天然免疫效应分子基因ISG15、INFβ、ISG56和CCL5的表达水平提高30%以上(P<0.05)。结论 天然免疫网络核心基因表达呈现显著的昼夜震荡节律,且激活昼夜节律系统可有效增强免疫应答水平,基于昼夜节律系统开展免疫干预具有科学可行性。

关键词

昼夜节律系统 / 天然免疫信号通路 / 转录组分析 / 时间节律调控 / 细胞模型 / “时间精准化”治疗

中图分类号

R392

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王建新, 于明航, 刘晓蕊, 王玺. 基于转录组学与细胞模型的天然免疫网络昼夜节律特性研究. 山西医科大学学报. 2025, 0(07): 758-766 https://doi.org/10.13753/j.issn.1007-6611.2025.07.005

基金

国家自然科学基金项目(81972652,32270635); 北京市自然科学基金项目(7232082,5254029); 首都医科大学培育基金项目(PYZ24165); 量子传感与精密测量山西省重点实验室开放基金项目(201905D121001005); 首都医科大学附属北京地坛医院院内科研基金项目(DTQL-202405)

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