嗜酸与非嗜酸性慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉的转录组差异分析及功能研究

摘要

慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉(CRSwNP)是人群中患病率最高的慢性疾病之一，其主要特征是鼻腔鼻窦黏膜的慢性持续性炎症。CRSwNP是一种异质性疾病，常按组织病理学分为嗜酸性慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉(ECRSwNP)和非嗜酸性慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉(non-ECRSwNP)两种表型，两者对糖皮质激素等治疗反应性以及手术复发率等预后指标不同。但是，目前两种表型间临床特征差异背后的发病机制尚不清楚，更无法针对不同的病因采用精准的个性化治疗手段。为了更全面地了解两种表型间的全基因组表达谱，系统地筛选差异基因及研究其在发病过程中发挥作用的分子机制，本研究利用二代高通量测序平台，对ECRSwNP、non-ECRSwNP及正常对照患者的鼻息肉组织/正常黏膜进行了全转录组高通量测序(RNA-Seq)，以期加深对于ECRSwNP与non-ECRSwNP发病分子机制的差异的认识，帮助实现CRSwNP的个性化治疗。
　　第一部分 嗜酸性和非嗜酸性慢性鼻窦炎伴鼻息肉中mRNA和lncRNA的差异表达研究
　　目的：通过RNA-Seq的方法研究ECRSwNP和non-ECRSwNP中基因表达谱的差异，探究其背后发病机制的差异。
　　方法：采用RNA-Seq技术对ECRSwNP、non-ECRSwNP及正常对照患者的鼻息肉组织/正常黏膜各三全转录组高通量测序，获取其基因表达谱。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)在独立大样本量患者中验证RNA-Seq结果的可靠性。通过生物信息学分析差异基因的聚类及功能。
　　结果：本研究共检测到280个已知lncRNA并新发现1917个lncRNA。lncRNA与mRNA具有不同的基因组学结构特点。ECRSwNP和non-ECRSwNP有不同的lncRNA和mRNA表达谱特征。大样本量的qRT-PCR实验中5个差异基因表达量变化趋势与RNA-Seq数据一致，证实了测序结果的准确性。CCL13和CXCL9等基因可能分别在ECRSwNP与non-ECRSwNP的发病机制中发挥重要作用。
　　结论：lncRNA是存在于CRSwNP中一类有重要作用的转录本。RNA-Seq结果显示ECRSwNP和non-ECRSwNP有各自特征性的基因表达谱，并筛选出了众多可能在ECRSwNP与non-ECRSwNP的发病机制中发挥重要作用的差异基因。
　　第二部分 嗜酸性和非嗜酸性慢性鼻窦炎伴鼻息肉中差异表达的mRNA和lncRNA的功能分析及作用机制研究
　　目的：通过分析ECRSwNP和non-ECRSwNP的差异表达及一致表达的mRNA和lncRNA功能，探究CRSwNP两种表型发病机制的异同。
　　方法：利用GO和KEGG富集分析得到ECRSwNP和non-ECRSwNP的差异表达及一致表达的mRNA的核心功能。利用lncRNA的cis和trans作用靶基因功能来预测差异表达的lncRNA的功能。利用RNA原位杂交和qRT-PCR检测lncRNAXLOC_010280和其cis靶基因CCL18的关系。
　　结果：我们发现炎症与免疫反应及细胞外微环境是CRSwNP的发病机制的核心通路，而ECRSwNP和non-ECRSwNP具有不同的炎症谱。差异表达的lncRNA的功能预测结果与差异表达的mRNA功能高度吻合，说明lncRNA对于蛋白编码基因有重要调控功能。lncRNA XLOC_010280与其cis靶基因CCL18均在ECRSwNP中特异性表达且相关性强，提示XLOC_010280可能对CCL18发挥cis调节作用。
　　结论：炎症与免疫反应及细胞外微环境是CRSwNP的发病机制的核心通路。lncRNA在CRSwNP中对蛋白编码基因有重要调控作用，其中XLOC_010280可能通过调节CCL18从而在ECRSwNP的嗜酸性炎症中发挥作用。

目录

摘要

缩略词表

第一部分 嗜酸性和非嗜酸性慢性鼻窦炎伴鼻息肉中mRNA和IncRNA的差异表达研究

引言

材料与方法

1．材料

2．实验方法

结果

1．临床资料

2．通过CRSwNP转录组分析筛选IncRNA和mRNA

3．CRSwNP的IncRNA的基因组学特点

4．新发现的IncRNA转录本的实验验证

5．ECRSwNP和non-ECRSwNP具有各自特征性的基因表达谱

讨论

结论

参考文献

第二部分 嗜酸性和非嗜酸性慢性鼻窦炎伴鼻息肉中差异表达的mRNA和IncRNA的功能分析及作用机制研究

引言

材料与方法

1．材料

2．实验方法

结果

1．ECRSwNP与non-ECRSwNP间的差异基因功能分析

2．IncRNA的功能分析

3．IncRNA XLOC_010280与CCL18的调控关系

讨论

结论

参考文献

文献综述 慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉的表型划分与个性化治疗

附录

博士期间取得的研究成果及奖励

致谢

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