מחקר חדש שופך אור על הבדלי מין בדלקת אלרגית בדרכי הנשימה

במחקר שפורסם לאחרונה ב גנומיקה פיזיולוגית, קבוצת חוקרים חקרה כיצד הורמוני מין וכרומוזומים משפיעים על דלקת אלרגית וביטוי גנים בעכברים עם ארבע ליבות גנוטיפ (FCG) שנחשפו לקרדית אבק הבית (HDM).

רקע כללי

אסטמה, המשפיעה על למעלה מ-300 מיליון ברחבי העולם, מראה הבדלים בולטים במין בשכיחות, גבוה יותר בילדים גברים ובבוגרים, מה שמרמז על השפעתם של הורמוני המין. מחקרים קושרים את ציר ההיפותלמוס-גונדאלי-יותרת המוח עם תפקוד ריאות וחסינות, וגורמים גנטיים, במיוחד שינויים בכרומוזום X, תורמים לתכונות אסטמה ספציפיות למין.

חדירת תאי ריאה דלקתיים, המחמירה על ידי אלרגנים סביבתיים כמו HDMs, במיוחד מיני Dermatophagoides, מובילה לדלקת בדרכי הנשימה. למרות שתועדו תגובות ספציפיות למין ולזן ל-HDMs, ההשפעה המדויקת של כרומוזומי מין והורמונים על אסתמה נותרה לא ברורה, מה שמצריך מחקר נוסף על אינטראקציות מורכבות אלה לניהול טוב יותר של אסתמה.

לגבי המחקר

במחקר הנוכחי, עכברי FCG עם רקע C57BL/6J התקבלו ממעבדות ג'קסון וגודלו בבית. עכברים אלה, שסומנו כזכר XXM (XXM), XX-נקבה (XXF), XY-זכר (XYM), או XY-נקבה (XYF) באמצעות תגובת שרשרת פולימראז גנומית (PCR), קובצו לקבוצות בקרה וניסויים ב- גיל 8-10 שבועות בהתאם להנחיות המכון הלאומי לבריאות ואישור מהוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של בלומינגטון.

קבוצת הניסוי קיבלה החדרה תוך-אפית של תמיסת HDM שמקורה במיני Dermatophagoides חמש פעמים בשבוע במשך חמישה שבועות. קבוצת הביקורת קיבלה באופן דומה מלוחים מלוחים בפוספט (PBS). הליך זה נעשה לאחר הרדמה קלה באמצעות קצות פיפטה.

נוזל שטיפת ריאות נאסף עבור ספירת תאים, בעוד שרקמות הריאה שימשו למיצוי חומצה ריבונוקלאית (RNA) וניתוח ביטוי גנים, הכולל מבחני TempO-Seq ועיבוד נתונים עם GraphPad Prism ו-DESeq2 ב-R.

לבסוף, QIAGEN Ingenuity Pathway Analysis נוצל כדי לבחון רשתות של גנים בעלי ביטוי דיפרנציאלי, תוך התמקדות ספציפית במסלולים קנוניים הקשורים לאסטמה ודלקת ריאות.

תוצאות המחקר

במחקר, עכברי FCG הועברו ל-PBS תוך-אפי או HDM במשך חמישה שבועות. הניתוח הצביע על מגמה לעלייה בספירת נויטרופילים ואאוזינופילים בקבוצת ה-HDM, במיוחד בגנוטיפ XYF, אם כי העליות הללו לא היו מובהקות סטטיסטית. דפוס זה נצפה גם, במידה פחותה, בגנוטיפים XXF ו-XXM. בעת השוואת גנוטיפים, לא נרשמו שינויים משמעותיים בספירת האאוזינופילים והנויטרופילים בבעלי חיים שנחשפו ל-HDM לעומת PBS.

המחקר ערך גם ניתוח ביטוי גנים יסודי באמצעות Tempo-Seq ברקמות הריאות של עכברי הבקרה והעכברים שנחשפו ל-HDM. המטרה הייתה לזהות גנים בעלי ביטוי דיפרנציאלי (DEGs) ורוב ה-DEGs היו מווסתים על פני כל הגנוטיפים בתגובה ל-HDM, כאשר עכברי XXM הם חריג. DEGs משמעותיים מוצגים באיורים ובטבלאות שונות במסגרת המחקר. מעניין לציין שהתגובה השתנתה בין הגנוטיפים, עם מספרים שונים של גנים מווסתים ומווסתים.

חלוקה נוספת של החיות בהתבסס על כרומוזומי מין וגונדות חשפה יותר גנים מווסתים יותר בעכברי XX בהשוואה לעכברי XY כשהם מאותגרים עם HDM. עם זאת, לא צוינו הבדלים משמעותיים בגנים בין עכברים שאותרו ב-XY ו-XY HDM. לעומת זאת, מספר לא מבוטל של גנים באו לידי ביטוי באופן דיפרנציאלי בין קבוצות עם אתגר HDM של נשים וגברים, עם שילוב של גנים עם ויסות מווסת ומטה.

ניתוח נתיב המצאה (IPA) סיפק תובנות לגבי הרגולטורים המובילים במעלה הזרם והמסלולים הקנוניים המעורבים בתגובות לאתגר HDM. יש לציין כי מסלולים שונים הועשרו בקבוצות גנוטיפיות שונות. לדוגמה, מסלול האיתות של קולטני הגלוקוקורטיקואידים היה בולט בקבוצות XYM ו-XXF, בעוד שמסלול ההפעלה של קולטן ה-Farnesoid X (FXR)/Retinoid X Receptor (RXR) היה ייחודי לקבוצת XYM.

המחקר ראה גם שתגובות דלקתיות ומחלות אימונולוגיות היו שכיחות בכל הקבוצות בהשוואה בין בעלי חיים עם כרומוזומים או הורמונים מאותו מין.

במונחים של תפקודים מולקולריים ותאיים, הבדלים צוינו על סמך כרומוזומי המין והגונדות. לדוגמה, ה-DEGs בקבוצת XXM HDM מאותגרת היו קשורים בעיקר לשגשוג של שורות תאים שונות, כולל לימפוציטים ותאי גונדה. לעומת זאת, רוב ה-DEGs בקבוצת XXF HDM מאותגרת, אשר נודעו כמפחיתות דלקת, היו מווסתים.

קבוצת XYM הציגה DEGs המשפיעים על דלקת כרונית, ובקבוצה עם כרומוזומים נשיים (XXF לעומת XXM), DEGs היו קשורים לתהליכים דלקתיים במערכת הנשימה.

לבסוף, בקבוצה עם גונדות נשיות, תפקודים תאיים כמו מוות תאי, הישרדות והתפתחות היו קשורים בעיקר ל-DEGs שזוהו. לעומת זאת, בקבוצה עם גונדות גבריות, רוב ה-DEGs הידועים כמגבירים דלקת היו מווסתים.