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多组学分析揭示脓毒症相关肝损伤中的免疫调控网络:实验验证与临床研究

 

Authors Hong Y, Chen Q, Xie H, Ma M, Gan S , Zhang Y, Xu Z

Received 11 February 2025

Accepted for publication 19 July 2025

Published 9 August 2025 Volume 2025:18 Pages 10711—10722

DOI https://doi.org/10.2147/JIR.S515615

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Editor who approved publication: Professor Ning Quan

目的:脓毒症诱导的肝损伤(SILI)是导致死亡的重要因素,但其潜在的免疫机制尚不清楚。本研究旨在鉴定驱动SILIT细胞介导免疫应答的关键免疫相关基因(IRGs),并评估其诊断潜力。

方法:

本研究采用盲肠结扎穿孔术(CLP)建立小鼠脓毒症模型(n=7/组),设假手术组作为对照。

应用ELISA法检测血清IL-1β和乳酸水平,同时分析公共转录组数据集(GSE26440, GSE26378, GSE25504, GSE28750180例脓毒症 vs. 53例对照)以鉴定差异表达的免疫相关基因(DEIRGs)。

整合功能富集分析(GO/KEGG)、蛋白质相互作用(PPI)网络分析和单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据,筛选与T细胞相关的关键基因。采用流式细胞术评估小鼠血液中免疫细胞亚群(CD3+ T细胞、CD19+ B细胞、NK1.1+ NK细胞、F4/80+ 巨噬细胞)。评估肝脏组织病理学变化(HE染色)和细胞因子表达(IL-1β/TNF-α;免疫组化IHC)。

结果:

CLP模型小鼠血清IL-1β(P<0.01)和乳酸(P<0.01)水平升高,证实存在代谢功能障碍和炎症反应。生物信息学分析鉴定出19DEIRGsPPI网络分析提示其参与免疫调节(PPI富集显著性 p=3.35×10-6)。流式细胞术证实T细胞在免疫细胞中占主导地位(65.87% vs. 对照组63.85%)。scRNA-seq分析揭示了四个与T细胞相关的枢纽基因(FCER1G, IL2RB, PTGDR, XCL1)。蛋白质相互作用(PPI)网络分析表明,这些基因形成了一个涉及NF-κBJAK-STAT等关键通路的协同调控网络,其显著特征包括IL2RB-XCL1正反馈环路以及PTGDR不同亚型(DP1/DP2)的拮抗效应。组织病理学检查显示肝脏坏死和炎症浸润,这与IL-1β/TNF-α表达上调(IHC, P<0.05)相关。

结论:

FCER1GIL2RBPTGDRXCL1SILI中新型的T细胞相关生物标志物,具有潜在的治疗靶点价值。本研究将生物信息学预测与实验验证相结合,增进了对脓毒症免疫失调机制的理解。