全转录组分析揭示了与嗜吞噬细胞无形体（Anaplasma phagocytophilum）侵入HL-60细胞相关的差异基因表达情况

《Parasites & Vectors》：Whole transcriptome analysis reveals differential gene expression associated with Anaplasma phagocytophilum invading HL-60 cells

　　

摘要

背景

Anaplasma phagocytophilum是一种专性细胞内寄生菌，通过蜱虫传播，能够引起包括人类在内的多种哺乳动物的疾病甚至死亡。在多细胞生物体中，非编码RNA（ncRNAs）起着重要的调节作用，参与先天性和适应性免疫途径，控制细菌、寄生虫和病毒感染的进程。然而，尚未充分研究被A. phagocytophilum侵袭的HL-60细胞中ncRNAs和mRNAs的整体转录组特征。

方法

在HL-60细胞被A. phagocytophilum感染后，通过流式细胞术在多个时间点评估细胞凋亡情况。提取总RNA并利用RNA测序（RNA-seq）技术分析感染后24小时（hpi）长链非编码RNA（lncRNAs）、微小RNA（miRNAs）和信使RNA（mRNAs）的表达变化。通过生物信息学方法进行基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析，以阐明这些差异表达基因的潜在功能。此外，采用综合生物信息学方法系统构建了涉及lncRNAs、miRNAs和mRNAs的竞争性内源性RNA（ceRNA）网络。

结果

A. phagocytophilum感染在多个时间点加速了HL-60细胞的凋亡，其中24小时后的效果最为显著。24小时时的转录组分析发现了大量差异表达的物质，包括487种lncRNAs、550种mRNAs和22种miRNAs，其表达发生了统计学上的显著变化。随后，通过逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）验证了8种lncRNAs、8种mRNAs和7种miRNAs的表达模式，结果显示其与RNA-seq结果高度一致。生物信息学分析表明，差异表达的mRNAs在三个关键通路中显著富集：PI3K/Akt信号通路、肌动蛋白细胞骨架调节通路和p53信号通路。差异表达的lncRNAs主要与磷脂酶D信号通路以及皮质醇和醛固酮的合成/分泌相关通路相关。改变的miRNAs则在Rap1和NF-κB信号通路中表现出显著的富集。值得注意的是，计算重构的lncRNA–miRNA–mRNA ceRNA网络确定了hsa–miR–4518和hsa–miR–3609作为核心调控节点。

结论

这项全面的转录组研究阐明了A. phagocytophilum侵袭后HL-60细胞中激活的复杂基因调控网络，特别关注病原体调节的miRNA特征，这些特征协调了控制宿主免疫反应和微生物生存策略的关键通路。这些发现揭示了以前未被描述的A. phagocytophilum致病机制的分子机制，并可能为新型治疗方法提供可行的靶点。

图形摘要

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全转录组分析揭示了被Anaplasma phagocytophilum侵袭的HL-60细胞中的差异基因表达