不同浓度维生素D 刺激下体外滋养细胞的二代测序研究

徐彤; 马岩团进; 张宇航; 何秋月; 黄薇; 吕梦欣; 唐健; 何建萍; 蒋国庆; 钱源

doi:10.12259/j.issn.2095-610X.S20221021

不同浓度维生素D 刺激下体外滋养细胞的二代测序研究

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20221021

徐彤^{1, 2, 3},
马岩团进^{1, 2, 3},
张宇航^{1, 2, 3},
何秋月^{1, 2, 3},
黄薇^{1, 2, 3},
吕梦欣⁴,
唐健⁴,
何建萍^{4, 5},
蒋国庆⁶,
钱源^{1, 2, 3, 4, 5, 6, ,}

1.
云南省检验医学重点实验室，云南昆明　650032
2.
云南省医学检验临床医学研究中心，云南昆明　650032
3.
昆明医科大学第一附属医院医学检验科，云南昆明　650032
4.
昆明市妇幼保健院医学遗传与产前诊断中心，云南昆明　650032
5.
昆明市妇幼保健院国家妇产疾病临床医学研究中心（云南）联合重点实验室，云南昆明　650032
6.
昆明医科大学第一附属医院产科，云南昆明　650032

基金项目: 云南省生物资源数字化开发应用项目[重大科技专项（生物医药）孕产妇出生队列研究]（202002AA100007）；云南省卫生和计划生育委员会医学学科带头人（D-2019016）；昆明市卫生科技人才培养项目医学技术中心建设项目任务[2022-SW（技）-00]；昆明市医学技术中心卫生科研课题（2022-05-02-002）；云南省“万人计划”青年拔尖人才专项基金（KYQY20210816）；国家自然科学地区基金项目（81760273，81360103）

详细信息

作者简介:
徐彤（1993～），女，云南昭通人，在读硕士研究生，主要从事产前诊断及妊娠相关疾病研究工作

通讯作者:
钱源，E-mail：yuanqian2x@hotmail.com

中图分类号: R714.12
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2022-08-16
- 网络出版日期: 2022-10-09
- 刊出日期: 2022-10-31

Second-generation Sequencing Study of Trophoblast Cells in vitro Stimulated by Different Concentrations of Vitamin D

Tong XU^{1, 2, 3},
Yantuanjin MA^{1, 2, 3},
Yuhang ZHANG^{1, 2, 3},
Qiuyue HE^{1, 2, 3},
Wei HUANG^{1, 2, 3},
Mengxin LU⁴,
Jian TANG⁴,
Jianping HE^{4, 5},
Guoqing JIANG⁶,
Yuan QIAN^{1, 2, 3, 4, 5, 6
, ,}

1.
Key Laboratory of Laboratory Medicine，Yunnan Kunming 650032
2.
Clinical Medical Research Center of Medical Laboratory，Yunnan Kunming 650032
3.
Dept. of Medical Laboratory，The First Affiliated Hospital of Kunming Medical University，Yunnan Kunming 650032
4.
Center of Medical Genetics and Prenatal Diagnosis，Kunming Maternal and Child Health Hospital，Yunnan Kunming 650032
5.
Joint Key Laboratory of National Clinical Medical Research Center for Obstetrics and Gynecological Diseases （Yunnan），Kunming Maternal and Child Health Hospital，Yunnan Kunming 650032
6.
Dept. of Obstetrics and Gynecology，The First Affiliated Hospital of Kunming Medical University，Yunnan Kunming 650032，China

摘要

摘要: 目的利用二代测序技术筛选维生素D刺激后胎盘滋养细胞中差异表达基因（differential expression gene，DEG），分析其在维生素D缺乏引起的不良妊娠结局发病机制中可能发挥的潜在作用。方法通过二代测序分析不同浓度的维生素D（0.1、1、10、100 nmol/L）刺激细胞的mRNA表达情况，筛选出DEG，应用 GO 和 KEGG 进行富集分析，构建PPI网络筛选中枢基因。结果 4种不同浓度维生素D刺激的细胞样本和未加维生素D刺激的正常对照样本的基因表达情况如下：VitD 0.1 vs Control组共获取了 354 个DEG，包括 242 个上调，112个下调；VitD 1 vs Control组共获取了 320 个DEG，包括 216 个上调，104 个下调；VitD 10 vs Control组共获取了 374 个DEG，包括 277 个上调，97 个下调；VitD 100 vs Control组共获取了 300 个DEG，包括151个上调，149个下调。最后对4组DEG取交集，共获得 9个共同的DEG。GO分析显示，生物过程主要集中在胶原原纤维组织、细胞分化、细胞趋化、细胞分化的负调控、信号受体活性的调节、细胞外结构组织、细胞外基质的组织、蛋白质分泌，调节的细胞成分富集在胶原三聚体复合物、蛋白质的细胞外基质、细胞的顶端部分、胶原蛋白三聚物，调节的分子功能富集于受体配体活动、受体调节器活动、蛋白质桥接、细胞因子活性。KEGG分析显示在刺激神经组织的受体配体相互作用、细胞粘附分子、胃癌、细胞因子受体相互作用、产生IgA的肠道免疫网络、炎症性肠病、疟疾、阿米巴病和 PI3K-Akt 信号通路中显著富集。PPI网络确定17个中枢基因（COL1A2、ACTA2、S100A4、TAGLN、CSF1R、TLR4、TNFSF13B、FTCD、APOBEC3G、IL6、IGF1、PDGFRB、TGFB2、BGLAP、COL4A4、COL8A1和COL11A1）。结论 COL1A2、ACTA2、S100A4、TAGLN、CSF1R、TLR4、TNFSF13B、FTCD、APOBEC3G、IL6、IGF1、PDGFRB、TGFB2、BGLAP、COL4A4、COL8A1、COL11A1可能与维生素D缺乏引起的不良妊娠结局的发生、发展相关，也可为维生素D缺乏引起的不良妊娠结局提供潜在的治疗靶点。
- 维生素D /
- 滋养层细胞 /
- 差异表达基因
Abstract: Objective To screen differential expression gene （DEG） in placental trophoblasts stimulated by vitamin D by second-generation sequencing technology, and to analyze their potential role in the pathogenesis of adverse pregnancy outcomes caused by vitamin D deficiency. Methods The second-generation sequencing analysis was used to detect mRNA expression in placental trophoblasts stimulated by different concentrations of vitamin D （0.1, 1, 10, 100 nm） to screen out DEG, GO and KEGG enrichment analysis was applied, and PPI network gene screening center was constructed. Results Gene expression in four different concentrations of vitamin D stimulated cells of the samples and normal control samples without vitamin D are as follows: a total of 354 DEG were obtained in VitD 0.1 vs Control group, including 242 up-regulated and 112 down-regulated; a total of 320 DEG were obtained in VitD 1 vs Control group, including 216 up-regulated and 104 down-regulated; a total of 374 DEG were obtained in VitD 10 vs Control group, including 277 up-regulated and 97 down-regulated; a total of 300 DEG were obtained in VitD 100 vs Control group, including 151 up-regulated and 149 down-regulated. At last, the intersection of four groups of DEG was taken, and nine common DEGs were obtained. GO analysis showed that biological processes are mainly concentrated in the collagen fibrils tissue, cell differentiation, cell chemotaxis, cell differentiation, the regulation of the negative control, signal receptor activity, outside the cell structure, extracellular matrix organization, protein secretion, adjusting the enrichment of the cellular elements in collagen trimer compounds, proteins of the extracellular matrix, the top part of the cell and collagen trimer; Adjust the molecular function of enrichment in receptor ligands, receptor modulators, protein bridge, the activity of cytokines. KEGG analysis showed significant enrichment in stimulating nerve receptor-ligand interactions, cell adhesion molecules, gastric cancer, cell factor receptor interactions,produce IgA intestinal immune network, inflammatory bowel disease, malaria, amoebiasis and PI3K-Akt signaling pathway. The PPI network identified 17 hub genes, including COL1A2, ACTA2, S100A4, TAGLN, CSF1R, TLR4, TNFSF13B, FTCD, APOBEC3G, IL6, IGF1, PDGFRBTGFB2, BGLAP, COL4A4, COL8A1 and COL11A1. Conclusions COL1A2, ACTA2, S100A4, TAGLN, CSF1R, TLR4, TNFSF13B, FTCD, APOBEC3G, IL6, IGF1, PDGFRBTGFB2, BGLAP, COL4A4, COL8A1 and COL11A1 may be linked to vitamin D deficiency caused by the occurrence and development of adverse pregnancy outcomes, and provide potential therapeutic targets adverse pregnancy outcomes caused by vitamin D deficiency.
- Vitamin D /
- Trophoblast cells /
- Differentially expressed genes

HTML全文

图 1 滋养细胞差异表达基因火山图

横轴表示表示差异基因之间的|log2foldchange|，纵轴表示差值的log10（pvalue），红色代表表达上调，绿色代表表达下调，灰色代表差异不显著。A：VitD 0.1组 vs Control组；B：VitD 1组 vs Control组；C：VitD 10 vs Control组；D：VitD 100 vs Control组。

Figure 1. Volcano map of differentially expressed genes in trophoblast cells

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图 2 滋养细胞基因表达的热图

Figure 2. Heat map of trophoblast gene expression

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图 3 差异表达基因韦恩图

Figure 3. Venn diagram of differentially expressed genes

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图 4 GO富集分析结果

GO富集分析前10位显著富集的生物学过程（BP）、细胞组成（CC）、和分子功能（MF）。A：VitD 0.1组 vs Control组；B：VitD 1组 vs Control组；C：VitD 10组 vs Control组；D：VitD 100组 vs Control组。红色代表BP，绿色代表CC，蓝色代表MF。

Figure 4. GO enrichment analysis results

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图 5 KEGG 通路分析结果

KEGG通路分析前20位显著富集的通路。A：VitD 0.1组 vs Control组；B：VitD 1组 vs Control组；C：VitD 10组 vs Control组；D：VitD 100组 vs Control组。柱子越高代表富集的差异基因越多。

Figure 5. Results of KEGG pathway analysis

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图 6 PPI网络互作图

差异基因蛋白之间相互作用网络，网络节点代表蛋白质，蛋白间的连线表示预测的功能关联。A：VitD 0.1组 vs Control组；B：VitD 1组 vs Control组；C：VitD 10组 vs Control组；D：VitD 100组 vs Control组。

Figure 6. PPI network interworking diagram

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表 1 共同差异基因表达情况

Table 1. Expression of common DEGs

基因名称 4个组表达情况

CYP24A1 上调
AC027290.2 上调
IL18R1 上调
AL359643.2 上调
GAS5-AS1 上调
BX004987.1 上调
ZNF429 上调
PCSK4 上调
BMS1P12 下调

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表 2 VitD 0.1 vs Control top前5的基因

Table 2. VitD 0.1 vs Control Top 5 genes

Name Degree

COL1A2 6
ACTA2 4
S100A4 4
TAGLN 3
CSF1R 4

　　VitD 0.1 vs Control。

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表 3 VitD 1vs Control top前5的基因

Table 3. VitD 1 vs Control Top 5 genes

Name Degree

TLR4 9
TNFSF13B 3
FTCD 3
S100A4 2
APOBEC3G 2

　　VitD 1 vs Control。

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表 4 VitD 10 vs Control top前5的基因

Table 4. VitD 10 vs Control Top 5 genes

Name Degree

IL6 16
IGF1 11
PDGFRB 7
TGFB2 7
BGLAP 6

　　VitD 10 vs Control。

下载: 导出CSV

表 5 VitD 100 vs Control top前5的基因

Table 5. VitD 100 vs Control Top 5 genes

Name Degree

TLR4 8
COL4A4 5
S100A4 5
COL8A1 4
COL11A1 3

　　VitD 100 vs Control。

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参考文献(26)

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不同浓度维生素D 刺激下体外滋养细胞的二代测序研究

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20221021

作者简介:
徐彤（1993～），女，云南昭通人，在读硕士研究生，主要从事产前诊断及妊娠相关疾病研究工作

通讯作者:
钱源，E-mail：yuanqian2x@hotmail.com

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Second-generation Sequencing Study of Trophoblast Cells in vitro Stimulated by Different Concentrations of Vitamin D

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目录

基因名称	4个组表达情况
CYP24A1	上调
AC027290.2	上调
IL18R1	上调
AL359643.2	上调
GAS5-AS1	上调
BX004987.1	上调
ZNF429	上调
PCSK4	上调
BMS1P12	下调

Name	Degree
COL1A2	6
ACTA2	4
S100A4	4
TAGLN	3
CSF1R	4
VitD 0.1 vs Control。

Name	Degree
TLR4	9
TNFSF13B	3
FTCD	3
S100A4	2
APOBEC3G	2
VitD 1 vs Control。

Name	Degree
IL6	16
IGF1	11
PDGFRB	7
TGFB2	7
BGLAP	6
VitD 10 vs Control。

[1]	刘四香, 黄永坤, 世淑兰, 孙晶晶, 罗丽丝, 王黎, 凌昱. 过敏性紫癜患儿维生素D含量的分析, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240122
[2]	张楠, 杨彦玲, 万青青, 赵江, 彭敏, 朱晓, 刘志涛, 张强. 云南6个特有少数民族成人维生素D营养状况分析, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240214
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[5]	李心怡, 袁勇, 付燕, 朱燕. 不同年龄段妊娠早期妇女维生素D含量水平分布, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220421
[6]	袁勇, 李心怡, 付燕, 朱燕. 昆明地区妊娠期妇女、婴幼儿维生素D水平分析及妊娠期空腹血糖水平与维生素D水平的关联性, 昆明医科大学学报. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20220931
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徐彤（1993～），女，云南昭通人，在读硕士研究生，主要从事产前诊断及妊娠相关疾病研究工作

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