- Adattamento morfologico e variazione dell'espressione genica dopo pneumonectomia: osservazioni su modello sperimentale animale
- Morphological adaptation and variation of gene expression after pneumonectomy: observations on experimental animal model
- Potenza, Rossella <1987>
Subject
- MED/21 Chirurgia toracica
Description
- Introduzione La pneumonectomia su modello animale potrebbe essere un’utile piattaforma di studio per approfondire i meccanismi della risposta compensatoria al danno polmonare. Scopo dello studio è determinare la presenza di variazioni morfologiche e di espressione del trascrittoma dopo pneumonectomia. Materiali e metodi Undici suini sono stati sottoposti a pneumonectomia sinistra. Sono stati eseguiti prelievi sito-specifici intraoperatori su polmone sinistro e successivamente confrontati con prelievi sito-specifici su polmone destro dopo eutanasia a 60 giorni. I prelievi degli animali con decorso regolare sono stati sottoposti a RNA-sequencing e successiva analisi computazionale per valutare il peso funzionale del singolo gene o di clusters di geni. Risultati Un animale è stato escluso per insorgenza di ernia diaframmatica. In 7/10 è stata riscontrata apertura della pleura mediastinica con parziale erniazione del polmone controlaterale e shift mediastinico. L’istologia ha mostrato dilatazione degli spazi aerei, rottura dei setti interalveolari, lieve infiammazione, assenza di fibrosi, stiramento radiale dei bronchi e riduzione del letto capillare. L’analisi di bulk RNA-sequencing ha identificato 553 geni espressi in modo differenziale (DEG)(P<0,001) tra pre e post-pneumonectomia. I primi 10 DEG up-regolati: Edn1, Areg, Havcr2, Gadd45g, Depp1, Cldn4, Atf3, Myc, Gadd45b, Socs3; i primi 10 geni down-regolati: Obscn, Cdkn2b, ENSSSCG00000015738, Prrt2, Amer1, Flrt3, Efnb2, Tox3, Znf793, Znf365. Tra i DEG è stata riscontrata una predominanza di geni specifici dei macrofagi. L’analisi di gene ontology basata su DAVID ha mostrato un significativo arricchimento della "via di segnalazione apoptotica estrinseca"(FDR q=7,60x10 -3), della via di “Risposta all’insulina”(FDR q=7,60x10 -3) ed un arricchimento di geni “Regolatori negativi del segnale DDX58/IFIH1”(FDR q=7.50x10 -4). Conclusioni Il presente studio conferma la presenza di variazioni macroscopiche e microscopiche fenotipiche dopo pneumonectomia. L’RNA sequencing e lo studio di genomica traslazionale hanno mostrato l’esistenza di geni singoli e di network di geni disregolati dopo pneumonectomia, prevalentemente in determinate popolazioni cellulari.
- Introduction Pneumonectomy on animal model could be useful to investigate mechanisms of the compensatory response to lung damage. Aim of the study is to determine the presence of morphological and transcriptome expression changes after pneumonectomy. Materials and methods Eleven pigs underwent left pneumonectomy. Intraoperative site-specific samples were performed on the left lung and subsequently compared with site-specific samples on the right lung after euthanasia at 60 days. The samples of the animals with a uneventful course were subjected to RNA-sequencing and subsequent computational analysis to evaluate the functional weight of the single gene or of clusters of genes. Results One animal was excluded for diaphragmatic hernia. In 7/10 mediastinal pleura was interrupted with partial herniation of the remaining lung and mediastinal shift. Histology showed dilation of the air spaces, rupture of the interalveolar septa, mild inflammation, absence of fibrosis, radial stretching of the bronchi and reduction of the capillary bed. Bulk RNA-sequencing analysis identified 553 differentially expressed genes (DEG) (P <0.001) between pre and post-pneumonectomy state. The top 10 up-regulated DEGs: Edn1, Areg, Havcr2, Gadd45g, Depp1, Cldn4, Atf3, Myc, Gadd45b, Socs3; the top 10 down-regulated genes: Obscn, Cdkn2b, ENSSSCG00000015738, Prrt2, Amer1, Flrt3, Efnb2, Tox3, Znf793, Znf365. A predominance of macrophage-specific genes was found among the DEGs. The DAVID-based gene ontology analysis showed a significant enrichment of the "extrinsic apoptotic signaling pathway" (FDR q = 7.60x10 -3), of the "Insulin response" pathway (FDR q = 7.60x10 - 3) and of “DDX58 / IFIH1 negative regulators” genes (FDR q = 7.50x10 -4). Conclusions The present study confirms the presence of macroscopic and microscopic phenotypic variations after pneumonectomy. This translational genomics study showed the existence of individual genes and networks of genes which resulted disregulated after pneumonectomy, mainly in certain cell populations.
Date
- 2022-04-08
Type
- Doctoral Thesis
- PeerReviewed
Format
- application/pdf
Identifier
urn:nbn:it:unibo-28440
Potenza, Rossella (2022) Adattamento morfologico e variazione dell'espressione genica dopo pneumonectomia: osservazioni su modello sperimentale animale, [Dissertation thesis], Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Dottorato di ricerca in Scienze cardio nefro toraciche