Preview

Инфекция и иммунитет

Расширенный поиск

Экспрессионные исследования генов предрасположенности туберкулезу

https://doi.org/10.15789/2220-7619-ESO-1289

Полный текст:

Аннотация

Аннотация

Несмотря на длительную историю изучения генетических факторов подверженности туберкулезной инфекции – и на уровне ассоциативных, и на уровне экспрессионных исследований, остается острой проблема выявления и мониторинга групп риска. Поиск дифференциально экспрессирующихся генов в группах, различающихся по статусу заболевания (не инфицированные, латентная туберкулезная инфекция, начальная до-симптоматическая стадия, активный туберкулез, выздоровевшие после туберкулеза, не-туберкулезная инфекция) привел к получению большого количества данных не перекрывающихся при изучении разных групп сравнения, в различных этнических группах, при изучении цельной крови и клеточных моделей. Объединение массивов данных и последующий их ре-анализ помогает верифицировать и дополнять результаты; однако, остается большое количество вопросов, касающихся понимания функционирования организма человека в условиях воздействия M. tuberculosis. В обзоре рассматриваются накопленные к настоящему времени результаты экспрессионных исследований, направленных на изучение подверженности туберкулезу.

Annotation

Despite a long history of research of genetic factors of susceptibility to tuberculosis infection, including associative and expression studies, an identification and monitoring of risk groups remains a challenge. The search of differentially expressed genes in groups with different status of the disease (non-infected, latent tuberculosis infection, pre-symptomatic state, active tuberculosis, recovery from tuberculosis, non-tuberculosis infection) led to identification of a large number of data which is not overlapped in different compared groups, different ethnic groups, in the studies of the whole blood and cellular models. Merging this wealth of data followed by its re-analysis helps verify and update results. However, there still is a large number of questions concerning our understanding of the functioning of the human organism under influence by M. tuberculosis. The review considers up to date results of expression studies of susceptibility to tuberculosis.

Об авторах

Н. П. Бабушкина
НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ РАН
Россия
к.б.н., научный сотрудник лаборатории популяционной генетики НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ РАН


Е. Ю. Брагина
НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ РАН
Россия
к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории популяционной генетики НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ РАН


Список литературы

1. Список литературы

2. Порядковый номер ссылки Авторы, название публикации и источника, где она опубликована, выходные данные ФИО, название публикации и источника на английском Полный интернет-адрес (URL) цитируемой статьи и/или

3. Alipoor S.D., Mortaz E., Tabarsi P., Farnia P., Mirsaeidi M., Garssen J., Movassaghi M., Adcock I.M. Bovis Bacillus Calmette-Guerin (BCG) infection induces exosomal miRNA release by human macrophages // J Transl Med. 2017, vol. 15, no. 1, pp. 105-114. - doi: 10.1186/s12967-017-1205-9

4. Alipoor S.D., Mortaz E., Tabarsi P., Marjani M., Varahram M., Folkerts G., Garssen J., Adcock I.M. miR-1224 Expression Is Increased in Human Macrophages after Infection with Bacillus Calmette-Guérin (BCG). Iran J Allergy Asthma Immunol, 2018, vol. 7, no. 3, pp. 250-257. - http://ijaai.tums.ac.ir/index.php/ijaai/article/view/1541

5. Barreiro L.B., Tailleux L., Pai A.A., Gicquel B., Marioni J.C., Gilad Y. Deciphering the genetic architecture of variation in the immune response to Mycobacterium tuberculosis infection. Proc Natl Acad Sci USA, 2012, vol. 109, no. 4, pp. 1204-1209. - doi: 10.1073/pnas.1115761109

6. Berry M.P., Graham C.M., McNab F.W., Xu Z., Bloch S.A., Oni T., Wilkinson K.A., Banchereau R., Skinner J., Wilkinson R.J., Quinn C., Blankenship D., Dhawan R., Cush J.J., Mejias A., Ramilo O., Kon O.M., Pascual V., Banchereau J., Chaussabel D., O'Garra A. An interferon-inducible neutrophil-driven blood transcriptional signature in human tuberculosis. Nature, 2010, vol. 466, no. 7309, pp. 973-977. - doi: 10.1038/nature09247

7. Blankley S., Berry M.P., Graham C.M., Bloom C.I., Lipman M., O'Garra A. The application of transcriptional blood signatures to enhance our understanding of the host response to infection: the example of tuberculosis // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2014, vol. 369, no. 1645, p. 20130427. - doi: 10.1098/rstb.2013.0427

8. Blischak J.D., Tailleux L., Myrthil M., Charlois C., Bergot E., Dinh A., Morizot G., Cheny O., Platen C.V., Herrmann J.L., Brosch R., Barreiro L.B., Gilad Y. Predicting susceptibility to tuberculosis based on gene expression profiling in dendritic cells. Sci Rep, 2017, vol. 7, no. 1, pp. 5702. - doi: 10.1038/s41598-017-05878-w

9. Bloom C.I., Graham C.M., Berry M.P., Rozakeas F., Redford P.S., Wang Y., Xu Z., Wilkinson K.A., Wilkinson R.J., Kendrick Y., Devouassoux G., Ferry T., Miyara M., Bouvry D., Valeyre D., Gorochov G., Blankenship D., Saadatian M., Vanhems P., Beynon H., Vancheeswaran R., Wickremasinghe M., Chaussabel D., Banchereau J., Pascual V., Ho L.P., Lipman M., O'Garra A. Transcriptional blood signatures distinguish pulmonary tuberculosis, pulmonary sarcoidosis, pneumonias and lung cancers. PLoS One, 2013, vol. 8, no. 8, e70630. - doi: 10.1371/journal.pone.0070630

10. Chaussabel D., Semnani R.T., McDowell M.A., Sacks D., Sher A., Nutman T.B. Unique gene expression profiles of human macrophages and dendritic cells to phylogenetically distinct parasites. Blood, 2003, vol. 102, no. 2, pp. 672-681. - DOI 10.1182/blood-2002-10-3232

11. Cliff J.M., Lee J.S., Constantinou N., Cho J.E., Clark T.G., Ronacher K., King E.C., Lukey P.T., Duncan K., Van Helden P.D., Walzl G., Dockrell H.M. Distinct phases of blood gene expression pattern through tuberculosis treatment reflect modulation of the humoral immune response. J Infect Dis., 2013, vol. 207, no. 1, pp. 18-29. - doi: 10.1093/infdis/jis499

12. de Araujo L.S., Vaas L.A., Ribeiro-Alves M., Geffers R., Mello F.C., de Almeida A.S., Moreira A.D., Kritski A.L., Lapa E. Silva J.R., Moraes M.O., Pessler F., Saad M.H. Transcriptomic Biomarkers for Tuberculosis: Evaluation of DOCK9. EPHA4, and NPC2 mRNA Expression in Peripheral Blood. Front Microbiol, 2016, vol. 7, pp.1586. - doi: 10.3389/fmicb.2016.01586

13. European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI)

14. - https://www.ebi.ac.uk [Дата обращения – 10.10.2019]

15. Esterhuyse M.M., Weiner J. 3rd., Caron E., Loxton A.G., Iannaccone M., Wagman C., Saikali P., Stanley K., Wolski W.E., Mollenkopf H.J., Schick M., Aebersold R., Linhart H., Walzl G., Kaufmann S.H. Epigenetics and Proteomics Join Transcriptomics in the Quest for Tuberculosis Biomarkers. MBio, 2015, vol. 6, no. 5, e01187-15. - doi: 10.1128/mBio.01187-15

16. Gliddon H.D., Kaforou M., Alikian M., Habgood-Coote D.,.Zhou Ch, Tolu Oni, Anderson S.T., Brent A.J., Crampin A.C., Eley B., Kern F., Langford P.R., Ottenhoff T.H.M., Hibberd M.L., French N., Wright V.J., Dockrell H.M., Coin L.J., Wilkinson R.J., Levin M. on behalf of the ILULU Consortium. Identification of reduced host transcriptomic signatures for tuberculosis and digital PCR-based validation and quantification. bioRxiv preprint, 2019 - doi: http://dx.doi.org/10.1101/583674

17. Huang Z.K., Yao F.Y., Xu J.Q., Deng Z., Su R.G., Peng Y.P., Luo Q., Li J.M. Microarray Expression Profile of Circular RNAs in Peripheral Blood Mononuclear Cells from Active Tuberculosis Patients. Cell Physiol Biochem, 2018, vol. 45, no. 3, pp.1230-1240. - doi: 10.1159/000487454

18. Jacobsen M., Repsilber D., Gutschmidt A., Neher A., Feldmann K., Mollenkopf H.J., Ziegler A., Kaufmann S.H. Candidate biomarkers for discrimination between infection and disease caused by Mycobacterium tuberculosis. J Mol Med (Berl), 2007, vol. 85, no. 6, pp. 613-621. - DOI 10.1007/s00109-007-0157-6

19. Joosten S.A., Fletcher H.A., Ottenhoff T.H. A helicopter perspective on TB biomarkers: pathway and process based analysis of gene expression data provides new insight into TB pathogenesis. PLoS One., 2013, vol. 8, no. 9, e73230. - doi: 10.1371/journal.pone.0073230

20. Kaforou M., Wright V.J., Oni T., French N., Anderson S.T., Bangani N., Banwell C.M., Brent A.J., Crampin A.C., Dockrell H.M., Eley B., Heyderman R.S., Hibberd M.L., Kern F., Langford P.R., Ling L., Mendelson M., Ottenhoff T.H., Zgambo F., Wilkinson R.J., Coin L.J., Levin M. Detection of Tuberculosis in HIV-Infected and -Uninfected African Adults Using Whole Blood RNA Expression Signatures: A Case-Control Study. PLoS Med, 2013, vol. 10, no. 10, e1001538. - doi:10.1371/journal.pmed.1001538

21. Kim J.K., Lee H.M., Park K.S., Shin D.M., Kim T.S., Kim Y.S., Suh H.W., Kim S.Y., Kim I.S., Kim J.M., Son J.W., Sohn K.M., Jung S.S., Chung C., Han S.B., Yang C.S., Jo E.K. MIR144* inhibits antimicrobial responses against Mycobacterium tuberculosis in human monocytes and macrophages by targeting the autophagy protein DRAM2. Autophagy, 2017, vol. 13, no. 2, pp. 423-441. - doi: 10.1080/15548627.2016.1241922

22. Lavin Y., Winter D., Blecher-Gonen R., David E., Keren-Shaul H., Merad M., Jung S., Amit I. Tissue-resident macrophage enhancer landscapes are shaped by the local microenvironment. Cell, 2014, vol. 159, no. 6, pp. 1312-1326. - doi: 10.1016/j.cell.2014.11.018

23. Lesho E., Forestiero F.J., Hirata M.H., Hirata R.D., Cecon L., Melo F.F., Paik S.H., Murata Y., Ferguson E.W., Wang Z., Ooi G.T. Transcriptional responses of host peripheral blood cells to tuberculosis infection. Tuberculosis (Edinb), 2011, vol. 91, no. 5, pp. 390-399. - doi: 10.1016/j.tube.2011.07.002

24. Lu C., Wu J., Wang H., Wang S., Diao N., Wang F., Gao Y., Chen J., Shao L., Weng X., Zhang Y., Zhang W. Novel biomarkers distinguishing active tuberculosis from latent infection identified by gene expression profile of peripheral blood mononuclear cells. PLoS One, 2011, vol. 6, no. 8, e24290. - doi: 10.1371/journal.pone.0024290

25. Maertzdorf J., Ota M., Repsilber D., Mollenkopf H.J., Weiner J., Hill P.C., Kaufmann S.H. Functional correlations of pathogenesis-driven gene expression signatures in tuberculosis. PLoS ONE, 2011, vol. 6, e26938. - doi:10.1371/journal.pone.0026938

26. Maertzdorf J., Repsilber D., Parida S.K., Stanley K., Roberts T., Black G., Walzl G., Kaufmann S.H. Human gene expression profiles of susceptibility and resistance in tuberculosis. Genes Immun., 2011, vol. 12, pp. 15–22. - doi:10.1038/gene.2010.51

27. Maertzdorf J., Weiner 3rd J., Mollenkopf H.J., Network T.B., Bauer T., Prasse A., Muller-Quernheim J., Kaufmann S.H. Common patterns and diseaserelated signatures in tuberculosis and sarcoidosis // Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2012, vol. 109, pp.7853–7858. - doi:10. 1073/pnas.1121072109

28. Meng Q.L., Liu F., Yang X.Y., Liu X.M, Zhang X., Zhang C.1, Zhang Z.D. Identification of latent tuberculosis infection-related microRNAs in human U937 macrophages expressing Mycobacterium tuberculosis Hsp16.3. BMC Microbiol, 2014, vol. 14, pp. 37. - doi: 10.1186/1471-2180-14-37

29. Mihret A., Loxton A.G., Bekele Y., Kaufmann S.H., Kidd M., Haks M.C., Ottenhoff T.H., Aseffa A., Howe R., Walzl G. Combination of gene expression patterns in whole blood discriminate between tuberculosis infection states. BMC Infect Dis, 2014, vol. 14, pp. 257. - doi: 10.1186/1471-2334-14-257

30. Mistry R., Cliff J.M., Clayton C.L., Beyers N., Mohamed Y.S., Wilson P.A., Dockrell H.M., Wallace D.M., van Helden P.D., Duncan K., Lukey P.T. Gene-expression patterns in whole blood identify subjects at risk for recurrent tuberculosis. J Infect Dis., 2007, vol. 195, no. 3, pp. 357-365. - https://academic.oup.com/jid/article-abstract/195/3/357/791700

31. Mortaz E., Alipoor S.D., Tabarsi P., Adcock I.M., Garssen J., Velayati A.A. The analysis of exosomal micro-RNAs in peripheral blood mononuclear cell-derived macrophages after infection with bacillus Calmette-Guerin by RNA sequencing. Int J Mycobacteriol, 2016, Suppl. 1, S184-S185. - doi: 10.1016/j.ijmyco.2016.09.045

32. Nau G.J., Richmond J.F., Schlesinger A., Jennings E.G., Lander E.S., Young R.A. Human macrophage activation programs induced by bacterial pathogens. Proc Natl Acad Sci USA, 2002, vol. 99, no. 3, pp.1503-1508. - www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.022649799

33. Netea M.G., Joosten L.A., Latz E., Mills K.H., Natoli G., Stunnenberg H.G., O'Neill L.A., Xavier R.J. Trained immunity: A program of innate immune memory in health and disease. Science, 2016, vol. 352, no. 6284, aaf1098. - doi: 10.1126/science.aaf1098

34. Ottenhoff T.H., Dass R.H., Yang N., Zhang M.M., Wong H.E., Sahiratmadja E., Khor C.C., Alisjahbana B., van Crevel R., Marzuki S., Seielstad M., van de Vosse E., Hibberd M.L. Genome-wide expression profiling identifies type 1 interferon response pathways in active tuberculosis. PLoS One, 2012, vol. 7, no. 9, e45839. - doi: 10.1371/journal.pone.0045839

35. Perrin P. Human and tuberculosis co-evolution: an integrative view. Tuberculosis, 2015, vol. 95, Suppl 1, S112-116. - doi: 10.1016/j.tube.2015.02.016

36. Public Health Genomics and Precision Health Knowledge Base (v6.0) (PHGKB) - https://phgkb.cdc.gov [Дата обращения – 10.10.2019]

37. Qian Z., Liu H., Li M., Shi J., Li N., Zhang Y., Zhang X., Lv J., Xie X., Bai Y., Ge Q., Ko E.A., Tang H., Wang T., Wang X., Wang Z., Zhou T., Gu W. Potential Diagnostic Power of Blood Circular RNA Expression in Active Pulmonary Tuberculosis. EBioMedicine. 2018, vol. 27, pp.18-26. - doi: 10.1016/j.ebiom.2017.12.007

38. Ragno S., Romano M., Howell S., Pappin D.J., Jenner P.J., Colston M.J Changes in gene expression in macrophages infected with Mycobacterium tuberculosis: a combined transcriptomic and proteomic approach. Immunology, 2001, vol. 104, no.1, pp. 99-108. - DOI: 10.1046/j.0019-2805.2001.01274.x

39. Roe J.K., Thomas N., Gil E., Best K., Tsaliki E., Morris‑Jones S., Stafford S., Simpson N., Witt K.D., Chain B., Miller R.F., Martineau A., Noursadeghi M. Blood transcriptomic diagnosis of pulmonary and extrapulmonary tuberculosis. JCI Insight, 2016, vol. 1, no. 16, e87238. - doi:10.1172/jci.insight.87238

40. Roe J., Venturini C., Gupta R.K., Gurry C., Chain B.M., Sun Y., Southern J., Jackson C., Lipman M.C., Miller R.F., Martineau A.R., Abubakar I., Noursadeghi M. Blood transcriptomic stratification of short-term risk in contacts of tuberculosis. Clin Infect Dis, 2019, pii: ciz252. [Epub ahead of print]. - doi: 10.1093/cid/ciz252

41. Sanarico N., Colone A., Grassi M., Speranza V., Giovannini D., Ciaramella A., Colizzi V., Mariani F. Different transcriptional profiles of human monocyte-derived dendritic cells infected with distinct strains of Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis bacillus Calmette-Guerin. Clin Dev Immunol, 2011, vol 2011, pp. 741051. - doi: 10.1155/2011/741051

42. Shekhawat S.D., Purohit H.J., Taori G.M., Daginawala H.F., Kashyap R.S. Evaluation of heat shock proteins for discriminating between latent tuberculosis infection and active tuberculosis: A preliminary report. J Infect Public Health, 2016, vol. 9, no. 2, pp. 143-152. - doi: 10.1016/j.jiph.2015.07.003

43. Song Q., Li H., Shao H., Li C., Lu X. MicroRNA-365 in macrophages regulates Mycobacterium tuberculosis-induced active pulmonary tuberculosis via interleukin-6. Int J Clin Exp Med, 2015, vol.8, no. 9, pp.15458-15465. - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4658924/pdf/ijcem0008-15458.pdf

44. Subbian S., Tsenova L., Kim M.-J., Wainwright H.C., Visser A., Bandyopadhyay N., Bader J.S., Karakousis P.C., Murrmann G.B., Bekker L.-G., Russell D.G., Kaplan G. Lesion-Specific Immune Response in Granulomas of Patients with Pulmonary Tuberculosis: A Pilot Study. PLoS ONE, 2015, vol. 10, no.7, e0132249. - doi:10.1371/journal.pone.0132249

45. Sun Q., Wei W., Sha W. Potential Role for Mycobacterium tuberculosis Specific IL-2 and IFN-γ Responses in Discriminating between Latent Infection and Active Disease after Long-Term Stimulation. PLoS One, 2016, vol. 11, no. 12, e0166501. - doi: 10.1371/journal.pone.0166501

46. Sweeney T.E., Braviak L., Tato C.M., Khatri P. Genome-wide expression for diagnosis of pulmonary tuberculosis: a multicohort analysis. Lancet Respir Med, 2016, vol. 4, no, 3, pp 213-24. - doi: 10.1016/S2213-2600(16)00048-5

47. Thuong N.T., Dunstan S.J., Chau T.T., Thorsson V., Simmons C.P., Quyen N.T., Thwaites G.E., Thi Ngoc Lan N., Hibberd M., Teo Y.Y., Seielstad M., Aderem A., Farrar J.J., Hawn T.R. Identification of tuberculosis susceptibility genes with human macrophage gene expression profiles. PLoS Pathog, 2008, vol. 4, no. 12, e1000229. - doi: 10.1371/journal.ppat.1000229

48. Wang J.X., Xu J., Han Y.F., Zhu Y.B., Zhang W.J. Diagnostic values of microRNA-31 in peripheral blood mononuclear cells for pediatric pulmonary tuberculosis in Chinese patients. Genet Mol Res, 2015, vol. 14, no. 4, pp.17235-17243. - doi: 10.4238/2015.December.16.23

49. Wu B., Huang C., Kato-Maeda M., Hopewell P.C., Daley C.L., Krensky A.M., Clayberger C. Messenger RNA expression of IL-8, FOXP3, and IL-12beta differentiates latent tuberculosis infection from disease. J Immunol, 2007, vol. 178, no. 6, pp.3688-3694. - DOI: 10.4049/jimmunol.178.6.3688

50. Yuan Y., Lin D., Feng L., Huang M., Yan H., Li Y., Chen Y., Lin B., Ma Y., Ye Z., Mei Y., Yu X., Zhou K., Zhang Q., Chen T., Zeng J. Upregulation of miR-196b-5p attenuates BCG uptake via targeting SOCS3 and activating STAT3 in macrophages from patients with long-term cigarette smoking-related active pulmonary tuberculosis. J Transl Med, 2018, vol. 16, no. 1, pp. 284-297. - doi: 10.1186/s12967-018-1654-9


Дополнительные файлы

1. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (16KB)    
Метаданные
2. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (15KB)    
Метаданные
3. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (400KB)    
Метаданные
4. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (14KB)    
Метаданные
5. Список литературы
Тема
Тип Прочее
Скачать (27KB)    
Метаданные

Для цитирования:


Бабушкина Н.П., Брагина Е.Ю. Экспрессионные исследования генов предрасположенности туберкулезу. Инфекция и иммунитет. 2020;. https://doi.org/10.15789/2220-7619-ESO-1289

For citation:


Babushkina N., Bragina E. EXPRESSION STUDIES OF TUBERCULOSIS SUSCEPTIBILITY GENES EXAMINING TUBERCULOSIS SUSCEPTIBILITY GENES. Russian Journal of Infection and Immunity. 2020;. (In Russ.) https://doi.org/10.15789/2220-7619-ESO-1289

Просмотров: 105


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-7619 (Print)
ISSN 2313-7398 (Online)