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研究背景及目的:主要碱性蛋白(MBP)是哮喘过程中嗜酸性粒细胞释放的主要毒性蛋白,对气道上皮细胞产生一定的损伤,从而加重哮喘。但MBP对气道上皮细胞损伤的具体分子机制仍然不是很清楚。MBP体外模拟剂阳离子多肽多聚左旋精氨酸(PLA)被广泛用来研究其对气道上皮细胞的生物学效应。本实验基于对PLA处理的气道上皮细胞NCI-H292的全转录组测序分析,探究阳离子多肽对气道上皮细胞基因表达的影响,通过分析差异基因表达,初步探究阳离子多肽对气道上皮细胞的损伤机制。材料与方法:NCI-H292细胞分为对照组(C)和PLA(P)组,每组三个重复。应用Illumina Hiseq 4000对样品进行测序,通过差异分析软件,选取倍数改变(29)1.5,P?0.05的基因作为差异表达基因(DEGs)。对DEGs进行基因体富集分析(gene ontology,GO)以及京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路数据库分析以了解DEGs参与的相关功能和信号途径;挑选差异表达基因,运用qRT-PCR和Western Blot验证测序结果。结果:P组与C组相比,共筛选出230个DEGs,其中86个上调,144个下调。GO从生物学过程(biological processes,BP)、分子功能(molecular function,MF)以及细胞组成(cellular components,CC)三个方面对DEGs功能进行探究。BP分析显示,上调的DEGs主要参与胆固醇生物合成与调节,下调的DEGs与细胞粘附等过程相关;MF分析显示,上调的DEGs主要与结合以及活化某些蛋白相关,下调的DEGs主要与结合某些离子蛋白相关;CC分析结果显示上调的DEGs主要参与各种细胞器膜的形成,而下调的DEGs主要富集于细胞基底膜的形成以及细胞基质和骨架等结构的形成。KEGG对DEGs分析显示,上调的DEGs主要参与类固醇生物合成途径,而下调的DEGs主要参与细胞外基质(ECM)受体相关途径。选取6个差异表达基因,以GAPDH为内参,运用qRT-PCR对测序结果进行验证,其中选取的三个上调DEGs分别是:SQLE,HMGCS1,ACAT2,它们均参与胆固醇的生物合成过程并富集于代谢相关途径信号通路;三个下调的DEGs:COL4A3,DAG1和LAMB2,它们主要参与细胞外基质的形成和细胞粘附功能,验证结果与测序结果一致。除此之外,我们选取HMGCS1进一步使用Western Blot进行验证,验证结果与测序结果和qRT-PCR结果相一致,我们进一步证明得到PLA通过激活mTOR信号通路促进HMGCS1的表达,使用mTOR的抑制剂Rapamycin后,其表达能被抑制。结论:本研究对阳离子多肽作用的气道上皮细胞进行全转录组测序分析,结果显示阳离子多肽主要调控气道上皮细胞的代谢,功能和组成相关的基因的表达。此项研究在转录水平,通过分析差异表达基因,为今后探究嗜酸性粒细胞毒性蛋白对上皮细胞的作用提供一定的参考意义。