气道上皮细胞线粒体功能障碍与T2 Low哮喘有关_南方+

　　研究的意义

　　哮喘是一种慢性复杂性气道疾病，其特征是气道高反应性、嗜酸性粒细胞炎症、粘液分泌过多和气道重塑。由于哮喘患病率持续增加，对哮喘的分子机制有更深入的理解有助于发现新的治疗靶点。哮喘气道炎症可以分为T2 high和T2 low两个亚型。相比于T2 high哮喘，T2 low哮喘对吸入性皮质类固醇的反应较差。因此，对T2 low哮喘发病机制的研究至关重要。

　　线粒体作为细胞代谢的核心细胞器，在包括细胞分化、凋亡、自噬以及对缺氧的应激反应等基本生命过程中，扮演着重要角色。线粒体功能障碍在气道上皮细胞凋亡和肺纤维化中起着关键作用。此外，线粒体功能障碍与哮喘的发病机制也密切相关。然而，气道上皮细胞线粒体功能障碍在T2 low哮喘发病中的作用并不清楚。

　　本研究利用T2 high和T2 low哮喘气道上皮细胞的GEO数据集进行生物信息学分析，并在我们的哮喘患者队列中进行验证，深入探讨气道上皮细胞线粒体功能障碍在T2 low哮喘中的作用。

　　结果

　　发现T2 Low和T2 High哮喘上皮细胞的差异表达基因

　　在GSE4302数据集中，包括42名哮喘患者和28名对照者。根据Th2标志基因SERPINB2、CLCA1和POSTN的相对表达量，将哮喘患者分为T2高哮喘（n = 22）和T2低哮喘（n = 20）。在T2 low和T2 high哮喘之间，共识别出692个差异表达基因（DEGs），其中包括107个上调基因和585个下调基因。火山图和热图进行了展示。

　　T2 Low和T2 High哮喘气道上皮细胞的基因集富集分析

　　为了分析在GSE4302数据集中T2 Low和T2 High哮喘可能涉及的生物学路径，我们使用BP、MF和CC进行了基因集富集分析。通过应用脊线图，前10个上调和下调的BP、MF和CC的GSEA分析结果分别在图A、C和E中展示。其中前5个生物学路径进一步通过gseaplot2在图B、D和F中展示。这些数据表明，线粒体功能在Th2 Low哮喘中起着关键作用。

　　识别与线粒体相关的T2-low差异表达基因

　　通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）识别与Th2 Low哮喘相关基因。通过对差异基因，T2 low哮喘相关基因和线粒体相关基因取交集识别出了22个T2-low-Mito差异表达基因。

　　线粒体相关T2 low哮喘核心基因的鉴定及验证

　　使用STRING网站通过PPI网络预测了22个T2-low-Mito差异表达基因的相互作用（图A）。进一步，利用Cytoscape进行了PPI网络的子网络分析，识别出了五个核心基因，包括ATP5G1、UQCR10、NDUFA3、TIMM10和NDUFAB1（图B）。最后，在数据集GSE4302、GSE67472及临床标本中对上述五个核心基因的有效性进行了验证，具体内容详见原文。