本文是一篇外科论文,本研究拟通过转录组测序,分析不同进展程度的BPH组织样本,采用生物信息学分析方法探寻在BPH发生发展中发挥重要作用的差异基因及信号通路,在此基础上寻找新的分子生物靶点,为预防和治疗良性前列腺增生提供新的方法和思路。
2 材料和方法
2.1 临床资料与实验材料
2.1.1 临床资料
(1)临床资料收集 本研究回顾性的分析了在武汉大学中南医院泌尿外科行经尿道前列腺电切术(Transurethral resection of the prostate, TURP)的24例BPH入院患者临床资料。
本研究已通过武汉大学中南医院伦理委员会的批准(伦理号:2019102)。
(2)纳入标准 满足以下条件被我们纳入研究。
1)患者临床诊断为BPH; 2)患者行TURP治疗,且术后病理切片证实为BPH; 3)已取得患者或家属知情同意。
(3)排除指标
1)患者既往有前列腺疾病手术史; 2)患者患有恶性肿瘤; 3)患者患有传播性疾病(如梅毒、乙肝、结核等); 4)6个月内有抗生素用药史; 5)非BPH导致的下尿路症状。
2.2 实验方法
2.2.1 细胞复苏培养及传代
(1)细胞复苏:把需要复苏的细胞在37℃水浴锅中迅速解冻。为避免污染,用酒精纱布擦干冻存管表面,在生物安全柜中将细胞悬液轻轻吸到无菌离心管中,并加入1mL培养基,1000 rpm离心5分钟,吸去上清,在细胞团块中加入适量完全培养基,轻轻吹打重悬细胞后移至培养瓶,补充培养基,放入细胞培养箱。
(2)细胞传代:当细胞培养密度达到合适密度时,进行传代处理。弃掉旧的培养液,加入1mL PBS进行冲洗。加入1mL胰蛋白酶,并反应约1分钟(根据细胞状态调整)。在显微镜下观察到细胞形态变圆,细胞之间的间隙变亮。立即向培养瓶中加入2mL完全培养基终止消化。将细胞悬液吸到无菌离心管中,1000 rpm离心5分钟,弃去上清。加入适量完全培养基,轻轻吹打重悬细胞后移至培养瓶,补充培养基,放入细胞培养箱。
2.2.2 原代细胞的提取及鉴定
(1)手术室收集TURP患者术后前列腺组织,组织称重后转移至培养皿,加入含1%P/S的1640培养基清洗数次,用镊子、剪子将电切组织烧焦部分切除,剩余组织剪成细小碎块。
(2)将培养皿中组织碎屑全部移入50mL离心管,按每克组织加入10ml 1640培养基、10mg Ⅰ 型胶原酶。
(3)37℃恒温摇床,以80-120 rpm消化10-12小时。消化后将50mL离心管内组织及液体移至新的无菌的50mL离心管,2000 rpm离心10分钟,弃上清。
(4)使用1640培养基洗涤组织沉淀,2000 rpm离心10分钟,弃上清。重复此步骤一次。
3 结果
3.1 BPH患者临床样本的资料收集
3.1.1 BPH患者基线信息特征表
收集24例BPH患者TURP术后前列腺样本,所有患者术后病理诊断均为前列腺增生合并慢性前列腺炎,见表3-1。24例患者平均年龄为72.5岁,中位数为70.5岁,年龄范围57-90岁;前列腺体积Volume中位数为62.67,最小值为23.338,最大值为188.922(单位ml);TPSA中位数7.393 ng/ml;FPSA中位数1.164 ng/ml。
3.2 转录组学质量控制与序列比对
3.2.1 原始数据过滤与Clean reads统计
Raw reads中不可避免的含有少量测序质量较低、接头存在污染以及位置碱基N含量过高的reads,需要对其进行数据过滤后才能保证后续测序分析的可靠性,取两个样本结果为代表,如图3-2所示。
3 结果 ........................................ 15
3.1 BPH患者临床样本的资料收集 .......................... 15
3.1.1 BPH患者基线信息特征表 ............................ 15
3.1.2 BPH组织的病理学切片检测 ...................... 16
4 讨论 ......................... 45
5 结论与展望 .............. 51
4 讨论
在本研究中,我们收集了24例BPH患者TURP术后前列腺组织,通过HE和Masson染色证实了患者均患有不同程度的增殖和炎性浸润。通过患者Volume、TPSA、FPSA、Age四项指标的差异进行分组为后续RNA-seq进行准备,通过对原始数据的过滤、整理、质量评估结果及对各样本Clean Reads的比对分析,结果表明本实验样品不存在污染情况,DNA文库建立、测序质量达到良好水平,可为后续的生物信息学分析提供可靠数据支持。
通过对转录组测序结果的分析,我们发现(1)不同前列腺体积差异组间共有724个差异基因,包括CYP24A1、IL-7R、PTPRCAP、ITLN1、COMP、CCL21等。GO和KEGG富集分析结果进一步证明,这些差异基因主要参与趋化因子和细胞因子活性等生物学过程,参与神经活性受体-配体互作、IL-17通路及细胞因子相互作用等相关通路。(2)不同TPSA差异组间共有912个差异基因,包括DHRS2、CXCL1、SLC36A1、GDF10、SNAP25、HSD11B2等。GO和KEGG富集分析结果进一步证明,这些差异基因主要参与中性粒细胞趋化、免疫反应、炎症反应等生物调节过程,参与趋化因子信号通路、细胞因子相互作用等相关通路。(3)不同FPSA差异组间共有1067个差异基因,包括FLRT3、RECQL4、IDO1、HHIP、ITLN1、PSD等。GO和KEGG富集分析结果进一步证明,这些差异基因主要参与中性粒细胞趋化、细胞信号传导等生物调节过程,参与细胞因子相互作用、自身免疫性疾病等免疫炎症相关通路。(4)不同Age差异组间共有1103个差异基因,包括LTB、GREM、FYB1、CNTNAP2、PEBP4、RAB25等。GO和KEGG富集分析结果进一步证明,这些差异基因主要参与免疫反应、中性粒细胞趋化、炎症反应等生物学过程,参与细胞因子相互作用、趋化因子信号通路等通路。
5 结论与展望
结论: 我们通过转录组学及基础实验的研究表明,免疫炎症与BPH进展密切相关。炎症介质和免疫反应在BPH的发生发展中可能发挥着重要作用,促炎因子可能通过激活免疫炎症通路进而在BPH进展中发挥生物学功能。抗炎治疗和免疫疗法可能是预防、治疗BPH的新思路。
参考文献(略)
