Centre for Bioinformatics and Computational Biology, Shanghai Key Laboratory of Regulatory Biology, Institute of Biomedical Sciences, School of Life Sciences, East China Normal University, Shanghai, China
Contribuție: Curarea datelor (egală), Analiză formală (egală), Investigație (egală), Metodologie (egală), Scriere - revizuire și editare (egală)
Centre for Bioinformatics and Computational Biology, Shanghai Key Laboratory of Regulatory Biology, Institute of Biomedical Sciences, School of Life Sciences, East China Normal University, Shanghai, China
Contribuție: conservarea datelor (egală), analiză formală (egală), investigație (egală), metodologie (egală), scriere - revizuire și editare (egală)
Centre for Bioinformatics and Computational Biology, Shanghai Key Laboratory of Regulatory Biology, Institute of Biomedical Sciences, School of Life Sciences, East China Normal University, Shanghai, China
Contribuție: Curarea datelor (egală), Analiză formală (egală), Investigație (egală), Metodologie (egală), Scriere - revizuire și editare (egală)
Institutul de Științe Clinice, Spitalul Zhongshan, Universitatea Fudan, Shanghai, China
Contribuție: Investigație (egal), Scriere - revizuire și editare (egal)
Institutul de Științe Clinice, Spitalul Zhongshan, Universitatea Fudan, Shanghai, China
Contribuție: Investigație (egal), Scriere - revizuire și editare (egal)
Centre for Bioinformatics and Computational Biology, Shanghai Key Laboratory of Regulatory Biology, Institute of Biomedical Sciences, School of Life Sciences, East China Normal University, Shanghai, China
Corespondenţă
Geng Chen, Centrul de Bioinformatică și Biologie Computațională și Laboratorul cheie din Shanghai de biologie de reglementare, Institutul de Științe Biomedicale, Școala de Științe ale Vieții, Universitatea Normală din China de Est, Shanghai, China.
Hua Li, Departamentul de Cardiologie, Institutul de Boli Cardiovasculare din Shanghai, Spitalul Central al Districtului Xuhui din Shanghai și Spitalul Zhongshan - xuhui, Spitalul Zhongshan, Universitatea Fudan, Shanghai, China.
Contribuție: Conceptualizare (egală), Curarea datelor (egală), Achiziție de finanțare (egală), Investigație (egală), Administrarea proiectului (egală), Resurse (egală), Supraveghere (egală), Scriere - proiect original (egal), Scriere - revizuire și editare (egal)
Departamentul de Cardiologie, Institutul de Boli Cardiovasculare din Shanghai, Spitalul Central al Districtului Xuhui din Shanghai și Spitalul Zhongshan - xuhui, Spitalul Zhongshan, Universitatea Fudan, Shanghai, China
Corespondenţă
Geng Chen, Centrul de Bioinformatică și Biologie Computațională și Laboratorul cheie din Shanghai de biologie de reglementare, Institutul de Științe Biomedicale, Școala de Științe ale Vieții, Universitatea Normală din China de Est, Shanghai, China.
Hua Li, Departamentul de Cardiologie, Institutul de Boli Cardiovasculare din Shanghai, Spitalul Central al Districtului Xuhui din Shanghai și Spitalul Zhongshan - xuhui, Spitalul Zhongshan, Universitatea Fudan, Shanghai, China.
Contribuție: Conceptualizare (egală), Curarea datelor (egală), Achiziție de finanțare (egală), Investigație (egală), Administrarea proiectului (egală), Resurse (egală), Supraveghere (egală), Scriere - proiect original (egal), Scriere revizuire și editare (egal)
Centre for Bioinformatics and Computational Biology, Shanghai Key Laboratory of Regulatory Biology, Institute of Biomedical Sciences, School of Life Sciences, East China Normal University, Shanghai, China
Contribuție: conservarea datelor (egală), analiză formală (egală), investigație (egală), metodologie (egală), scriere - revizuire și editare (egală)
Centre for Bioinformatics and Computational Biology, Shanghai Key Laboratory of Regulatory Biology, Institute of Biomedical Sciences, School of Life Sciences, East China Normal University, Shanghai, China
Contribuție: Curarea datelor (egală), Analiză formală (egală), Investigație (egală), Metodologie (egală), Scriere - revizuire și editare (egală)
Centre for Bioinformatics and Computational Biology, Shanghai Key Laboratory of Regulatory Biology, Institute of Biomedical Sciences, School of Life Sciences, East China Normal University, Shanghai, China
Contribuție: Curarea datelor (egală), Analiză formală (egală), Investigație (egală), Metodologie (egală), Scriere - revizuire și editare (egală)
Institutul de Științe Clinice, Spitalul Zhongshan, Universitatea Fudan, Shanghai, China
Contribuție: Investigație (egal), Scriere - revizuire și editare (egal)
Institutul de Științe Clinice, Spitalul Zhongshan, Universitatea Fudan, Shanghai, China
Contribuție: Investigație (egal), Scriere - revizuire și editare (egal)
Centre for Bioinformatics and Computational Biology, Shanghai Key Laboratory of Regulatory Biology, Institute of Biomedical Sciences, School of Life Sciences, East China Normal University, Shanghai, China
Corespondenţă
Geng Chen, Centrul de Bioinformatică și Biologie Computațională și Laboratorul cheie din Shanghai de biologie de reglementare, Institutul de Științe Biomedicale, Școala de Științe ale Vieții, Universitatea Normală din China de Est, Shanghai, China.
Hua Li, Departamentul de Cardiologie, Institutul de Boli Cardiovasculare din Shanghai, Spitalul Central al Districtului Xuhui din Shanghai și Spitalul Zhongshan - xuhui, Spitalul Zhongshan, Universitatea Fudan, Shanghai, China.
Contribuție: Conceptualizare (egală), Curarea datelor (egală), Achiziție de finanțare (egală), Investigație (egală), Administrarea proiectului (egală), Resurse (egală), Supraveghere (egală), Scriere - proiect original (egal), Scriere - revizuire și editare (egal)
Departamentul de Cardiologie, Institutul de Boli Cardiovasculare din Shanghai, Spitalul Central al Districtului Shanghai Xuhui și Spitalul Zhongshan - xuhui, Spitalul Zhongshan, Universitatea Fudan, Shanghai, China
Corespondenţă
Geng Chen, Centrul de Bioinformatică și Biologie Computațională și Laboratorul cheie din Shanghai de biologie de reglementare, Institutul de Științe Biomedicale, Școala de Științe ale Vieții, Universitatea Normală din China de Est, Shanghai, China.
Hua Li, Departamentul de Cardiologie, Institutul de Boli Cardiovasculare din Shanghai, Spitalul Central al Districtului Xuhui din Shanghai și Spitalul Zhongshan - xuhui, Spitalul Zhongshan, Universitatea Fudan, Shanghai, China.
Contribuție: Conceptualizare (egală), Curarea datelor (egală), Achiziție de finanțare (egală), Investigație (egală), Administrarea proiectului (egală), Resurse (egală), Supraveghere (egală), Scriere - proiect original (egal), Scriere - revizuire și editare (egal)
Yunjin Li, Qiyue Xu și Lu Ma au contribuit în mod egal la această lucrare
Abstract
1. INTRODUCERE
Începând cu 24 mai 2020, izbucnirea bolii coronavirusului 2 (SARS - CoV - 2) (COVID - 19) a sindromului respirator acut sever a avut ca rezultat> 345.000 de decese din> 5.400.000 de cazuri infectate din întreaga lume. Un număr din ce în ce mai mare de studii de cohortă retrospective cu privire la pacienții cu COVID-19 în toată China a relevat că pacienții cu comorbidități frecvente de cancer și boli cronice au rezultate clinice mai slabe (de exemplu, admiterea la unitatea de terapie intensivă sau decesul) decât cei fără. 1-5 Deși dereglementarea imunitară ar putea fi un factor potențial care o contabilizează, alte cauze și mecanismul de bază sunt slab înțelese. S-a demonstrat că expresia celulei receptorului ACE2 ar putea indica gradul de risc la infecția cu SARS-CoV-2, 6, 7, astfel disecarea expresiei ACE2 în diverse condiții fiziologice și patologice este crucială pentru identificarea populației susceptibile la îngrijiri speciale și dezvoltarea medicamentelor corespunzătoare și tratamentul infecției cu SARS-CoV-2. Cu toate acestea, profilul de expresie al ACE2 în comorbiditățile comune ale pacienților infectați cu SARS - CoV-2, cum ar fi cancerele și bolile cronice, este încă în mare parte necunoscut.
Aici, am analizat în mod sistematic expresia ACE2 utilizând date multi-omice la scară largă dintr-o varietate de organe/țesuturi și tipuri de cancer, precum și bolile cronice comune ale inimii, ficatului, diabetului, pneumoniei și hipertensiunii arteriale care implică un total de> 28.000 de probe . Au fost, de asemenea, investigate mecanismele care stau la baza variației expresiei ACE2 în diferite condiții. Mai mult, am examinat asocierea sexului și vârstei cu expresia ACE2 în diferite țesuturi și tipuri de cancer.
2 MATERIAL ȘI METODE
2.1 Colectarea și disponibilitatea datelor
Am descărcat datele pan - cancer ale expresiei genelor și metilarea ADN (metilarea 450k) a Atlasului genomului cancerului (TCGA) 8 de la UCSC Xena. Matricile de expresie genică și informațiile referitoare la eșantioane ale diferitelor țesuturi umane au fost obținute din Genotipul - Expresia țesuturilor (GTEx). 9 Efectul discontinuu eliminat și seturile de date normalizate pentru TCGA și GTEx au fost, de asemenea, descărcate dintr-un studiu anterior. 10 Datele privind expresia genică a diferitelor boli cronice au fost obținute din Omnibusul de expresie genică (GEO). 11 Seturi de date legate de bolile de inimă: GSE26887, GSE29819 și GSE59867, seturi de date legate de diabet: GSE23343, GSE25724 și GSE77962. Seturi de date legate de boala hepatică cronică: GSE6764, GSE14323 și GSE89632. Seturi de date legate de pneumonie: GSE10667, GSE42830 și GSE110147. Seturi de date legate de hipertensiune: GSE53408 și GSE113439.
2.2 Analiza statisticilor
Pentru testarea diferențelor de expresie ale ACE2 între două grupuri de comparare, am folosit Student's t test și definit P
2.3 Construcția rețelei de reglare a genelor
Am dedus rețeaua de reglare a genei pentru diferite țesuturi ale GTEx și pentru fiecare cancer TCGA folosind conducta SCENIC (versiunea 1.1.0.1). 12 În primul rând, seturile de gene co-exprimate cu TF au fost identificate folosind GENIE3. 13 Apoi, obiectivele putative de legare directă ale TF au fost identificate prin utilizarea RcisTarget (versiunea 1.2.1). 12 În cele din urmă, rețelele de reglementare au fost identificate cu conducta SCENIC, iar regulonii cu mai puțin de 10 gene țintă au fost eliminate din analiza din aval.
3. REZULTATE
3.1 Expresia ACE2 este asociată cu sexul și vârsta pentru anumite țesuturi
Am profilat mai întâi expresia ACE2 folosind datele de expresie a 30 de organe/țesuturi care conțin> 17 300 de probe din GTEx 9 și am constatat că ACE2 a fost extrem de exprimat într-un set de țesuturi, inclusiv testicul, intestin subțire, rinichi, tiroidă, inimă, țesut adipos și sân (Figura 1A), sugerând că aceste țesuturi pot fi vulnerabile la infecția cu SARS-CoV-2, care este susținută de descoperirile clinice recente. 2, 14 Interesant, s-au observat diferențe semnificative de expresie ACE2 între sexe în țesutul adipos, inima, sânul și esofagul (Figura 1B, P
3.2 Expresia ACE2 este sus - reglementată într-un set de tipuri de cancer
Am explorat în continuare ACE2 folosind date multi-omice pentru 33 de tipuri de cancer cu> 10 500 de probe de la TCGA. 8 În mod remarcabil, ACE2 a fost semnificativ crescut - reglementat în carcinomul cu celule scuamoase cervicale și adenocarcinomul endocervical, adenocarcinomul de colon, carcinomul renal papilar cu celule renale, carcinomul esofagian, adenocarcinomul pulmonar și carcinomul endometrial al corpului uterin comparativ cu martorii (Figura 1E, P 1-5 În plus, ACE2 a arătat diferențe semnificative de expresie între sexe în carcinomul urotelial al vezicii urinare, carcinomul cu celule scuamoase la nivelul capului și gâtului și carcinomul renal cu celule renale clare (Figura 1F, P
3.3 Pacienții cu boli cronice frecvente apar - expresie ACE2 reglementată
Deoarece pacienții infectați cu SARS-CoV-2 cu anumite boli cronice frecvente se confruntă, de asemenea, cu un risc relativ ridicat de rezultate clinice slabe, 2-5 am explorat în continuare mecanismul de bază prin profilarea expresiei ACE2 cu datele de expresie a bolilor cronice comune referitoare la angiocardiopatie, tip 2 diabet (T2D), ficat, hipertensiune și pneumonie obținute de la GEO. 11 În mod surprinzător, indivizii cu boli cardiovasculare ar putea exprima o expresie ACE2 mai mare decât cei fără boli de inimă (inimi care nu cedează) folosind trei seturi de date independente (Figura 2A, P
4. DISCUTIE
Pe scurt, descoperirile noastre pot dezvălui un nou mecanism important, potrivit căruia pacienții cu anumite tipuri de cancer și boli cronice ar putea exprima o expresie ACE2 mai mare în comparație cu indivizii fără boli, ceea ce poate duce la susceptibilitatea lor mai mare la leziunile multi-organe ale infecției cu SARS-CoV-2. Credem că acest studiu va facilita mult o mai bună înțelegere și interpretare a riscului de leziune și a rezultatelor clinice ale pacienților infectați cu SARS-CoV-2 cu comorbidități comune. Rezultatele noastre ar putea fi foarte practice pentru o protecție eficientă a populației și un tratament clinic științific.
MULȚUMIRI
Această lucrare a fost susținută de Fundația Națională pentru Științe Naturale din China (31771460, 91629103, 81870182).
CONFLICTUL DE INTERES
Autorii confirmă că nu există conflicte de interese.
CONTRIBUȚIA AUTORULUI
Yunjin Li: Curarea datelor (egală); Analiza formală (egală); Investigație (egală); Metodologie (egală); Scriere - recenzie și editare (egal). Qiyue Xu: Curarea datelor (egală); Analiza formală (egală); Investigație (egală); Metodologie (egală); Scriere - recenzie și editare (egal). Lu Ma: Curarea datelor (egală); Analiza formală (egală); Investigație (egală); Metodologie (egală); Scriere - recenzie și editare (egal). Duojiao Wu: Investigație (egală); Scriere - recenzie și editare (egal). Jie Gao: Investigație (egală); Scriere - recenzie și editare (egal). Geng Chen: Conceptualizare (egală); Curarea datelor (egală); Achiziționarea de fonduri (egală); Investigație (egală); Administrarea proiectului (egal); Resurse (egale); Supraveghere (egală); Scriere - proiect original (egal); Scriere - recenzie și editare (egal). Hua Li: Conceptualizare (egală); Curarea datelor (egală); Achiziționarea de fonduri (egală); Investigație (egală); Administrarea proiectului (egal); Resurse (egale); Supraveghere (egală); Scriere - proiect original (egal); Scriere - recenzie și editare (egal).
Cercetare deschisă
Toate datele utilizate în acest studiu au fost descărcate din bazele de date publice așa cum se menționează în manuscris.
- Două niveluri diferite de hrănire în timpul gestației târzii la scrofițe și scroafe în condiții comerciale
- Înțelegerea raportului dvs. de patologie Afecțiuni benigne ale sânilor
- Relația dintre supraponderalitate și obezitate și concediul medical este o revizuire sistematică - PubMed
- Dinamica parametrilor hemostatici în sarcina fiziologică și după naștere
- Starea nutrițională a zincului influențează expresia genei ZnT1 și ZIP4 la copiii cu risc crescut de