创伤性脑损伤后小胶质细胞转录组荟萃分析：干扰素信号通路与BTK/NOX2轴的作用

《Biology》：Reproducible Interferon-Centered Microglial Response at 7 Days After Traumatic Brain Injury: A Transcriptomic Meta-Analysis with Focus on the BTK/NOX2 Panel

　　

简要概述

创伤性脑损伤（TBI）会引起小胶质细胞的持续性激活，而小胶质细胞是大脑固有的免疫细胞，这一过程可能涉及布鲁顿酪氨酸激酶（BTK）和NADPH氧化酶2（NOX2）通路。我们整合了四项独立的损伤后第七天小鼠小胶质细胞研究，以识别在不同模型中可重复变化的基因。该荟萃分析确定了160个显著变化的基因。干扰素信号传导——一种通常针对感染的免疫反应——是最一致的特征，伴随着抗原呈递和脂质代谢相关基因表达的增加，以及静息态小胶质细胞特征性基因的部分减少。在14个与BTK和NOX2相关的基因中，仅有编码NOX2酶组分的Cybb在四项研究中均表现出同方向的显著增加。在整个基因面板中未检测到显著变化，但面板水平分析的统计效能有限。总体而言，这些发现表明损伤后第七天存在可重复的小胶质细胞反应，并确定Cybb为研究BTK与NOX2之间相互作用的候选基因。

摘要

创伤性脑损伤（TBI）驱动小胶质细胞的持续激活和继发性神经退变。布鲁顿酪氨酸激酶（BTK）—NADPH氧化酶2（NOX2）轴被提出为一个汇聚节点，但转录组学证据主要来自单项研究。我们的主要目标是刻画损伤后第7天的小胶质细胞反应，次要目标是在该反应中评估与BTK/NOX2相关的基因。我们对四项独立的小鼠小胶质细胞RNA-seq数据集（16,636个基因）进行了随机效应荟萃分析（metafor，REML）。差异表达估计值在各数据集之间合并，并通过蛋白质—蛋白质相互作用网络分析、功能富集（GO、Reactome、KEGG）、加权基因共表达分析和基因集富集分析进行表征。一个经筛选的14基因BTK/NOX2面板在单个基因和整体水平上进行了检验。荟萃分析在第7天确定了160个显著基因（117个上调，43个下调）。干扰素信号传导是最一致的程序，得到基因集富集、过度表征分析和最大网络簇的支持。该程序包括抗原呈递、类似疾病相关小胶质细胞（Lpl，log₂FC = 3.86）的脂质代谢特征，以及部分减少的稳态基因。在该面板中，Cybb是唯一显著的基因（log₂FC = 1.66，校正后p = 0.019），且在四项数据集中均同方向增加，而在面板水平未检测到显著变化，尽管由于基因数量较少（n = 14），统计效能有限。第7天的小胶质细胞反应以干扰素为核心且可重复，BTK/NOX2信号仅限于Cybb的转录水平增加。