原发性开角型青光眼(POAG)与肠道菌群的相关性

基本信息

英文标题：The correlation between primary open-angle glaucoma (POAG) and gut microbiota: a pilot study towards predictive, preventive, and personalized medicine中文标题：原发性开角型青光眼(POAG)与肠道菌群的相关性:一项预测性、预防性和个性化医疗的初步研究

发表期刊：《EPMA Journal》

影响因子：6.5

作者单位：中南大学湘雅医院眼科中心、湖南省眼科学重点实验室、国家老年疾病临床研究中心

作者信息：Si Chen, Nan Wang, Siqi Xiong, Xiaobo Xia.

研究背景

青光眼是全球导致不可逆性失明的主要原因。新兴证据表明青光眼被认为是与免疫系统相关的疾病。肠道是人体中最大的免疫器官，肠道微生物群(GM)在维持免疫稳态中发挥着不可替代的作用。然而，GM如何影响青光眼尚未揭示。本研究旨在调查GM与青光眼之间的关键分子/通路，为未来的预测性、预防性和个性化医学提供新的生物标志物。

研究方法

从上述两个数据集中识别出POAG中的16个与GM相关的DEGs(9个上调基因和7个下调基因)。通路富集分析表明这些基因主要富集在免疫调节特别是与巨噬细胞相关的通路中。然后通过PPI网络分析和关键模块的构建识别出6个中心基因。最后，RT-qPCR证实了体外青光眼模型中中心基因的表达与生物芯片的mRNA分析结果一致。

实验结果

图1：肠道-眼睛轴概念图谱

图2：POAG患者与正常对照中差异表达的肠道微生物相关基因

A：POAG患者中16个差异表达的肠道微生物(GM)相关基因的热图。红色代表上调基因，蓝色下调基因。

B：POAG患者中16个差异表达的GM相关基因的火山图。红色点表示显著上调的基因，蓝色点表示显著下调的基因，黑色点表示无差异表达的基因，并标记了五个最显著上下调的基因。

C：显示201个差异表达的GM相关基因的维恩图。

D：POAG患者和正常对照中16个差异表达GM相关基因的箱线图，包括9个上调基因和7个下调基因。

图3：POAG患者与正常对照中16个差异表达GM相关基因的相关性分析

A和B：展示了差异表达GM相关基因之间的相关性热图。

图4：POAG中16个差异表达GM相关基因的通路富集分析

A：GO(基因本体)术语富集的条形图。

B：KEGG(京都基因与基因组百科全书)术语富集的条形图。

C：富集GO术语的弦图，显示了术语之间的相关性。

图5：富集通路之间的相关性

A：展示了富集GO通路之间的关系。

B：展示了顶级富集GO通路中的共有基因。

C：类似于热图的函数分类，标记了最显著上下调的基因。

图6：PPI网络和中心基因的鉴定

A：POAG患者中差异表达GM相关基因的PPI(蛋白质-蛋白质相互作用)网络，由STRING数据库构建。

B：显著基因模块的展示。

图7：4个中心基因的mRNA水平

展示了在人类TM(晶状体囊膜)细胞中通过RT-qPCR(实时定量聚合酶链反应)测量的NFKB1、IL18、TLR9和HDAC4这4个中心基因的mRNA水平。使用单因素方差分析计算P值，以评估其统计学显著性。

研究结论

该研究确定了IL18、TLR9、NFKB1、HDAC4、FKBP2和KITLG作为与肠道微生物相关的青光眼中心基因。

研究还显示，肠道微生物对免疫反应的调控与青光眼相关。

这些关键分子和通路可能有助于POAG(原发型开角青光眼)的早期预测，从而减少不必要的医疗治疗带来的经济和临床负担。

研究结果为肠道-眼睛轴的存在提供了强有力的证据，并支持系统性免疫疗法作为POAG预防和个性化治疗的潜在方法，特别是对于那些存在肠道微生物群失调的患者。

这些发现为进一步提供与从反应性治疗向3PM(个性化、预测性、预防性医学)转变相关的洞察提供了扩展视角。