基于转录组学探究T细胞衰老的分子机制

Molecular mechanisms of T cell senescence through transcriptomics

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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 48h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 48h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.