基于转录组学探究T细胞衰老的分子机制

摘要

背景 T细胞衰老是免疫衰老的关键环节之一，与多种老年相关疾病和肿瘤的发生发展密切相关，但缺乏基于转录组学探究T细胞衰老过程中分子机制的研究。目的 建立T细胞衰老模型并进行转录组测序，利用生物信息学方法 分析T细胞衰老过程中的潜在分子机制并筛选关键基因。方法 从人类外周血单个核细胞中分选出T细胞，在体外经过短暂培养扩增后随机分为两组(衰老T细胞组使用含有20 mg/mL D-半乳糖的培养基，正常对照组使用不含有D-半乳糖的培养基)，在培养48 h后，检测T细胞衰老前后端粒酶活性、端粒长度、衰老相关分泌表型、β-半乳糖苷酶活性等改变情况。通过对细胞模型的mRNA转录组测序并利用生物信息学方法 分析显著差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)，通过对DEGs进行富集分析和蛋白质-蛋白质互作(protein-protein interaction,PPI)网络构建，分析T细胞衰老过程中DEGs的功能状态并筛选关键基因。结果 D-半乳糖处理48 h后，T细胞发生端粒功能障碍，p21基因及蛋白质表达升高，分泌细胞因子增多，β半乳糖苷酶活性增加和细胞内脂质合成增加(P<0.05)。富集分析结果 显示T细胞衰老后细胞因子-细胞因子受体相互作用、p53、PI3K/Akt/mTOR、NF-kappaB等信号通路活动增强；PPI网络分析发现ISGs和RPs基因家族可能在T细胞衰老过程中发挥关键作用。结论 衰老T细胞端粒功能障碍、脂质代谢紊乱、促炎能力和细胞衰老相关信号通路活动增强，并且ISGs和RPs基因家族可能参与到T细胞衰老的关键过程之中。

关键词

T细胞衰老 / 免疫衰老 / 端粒 / 脂质代谢 / 生物信息学