detinfДЕТСКИЕ ИНФЕКЦИИCHILDREN INFECTIONS2072-81072618-8139Association of Pediatricians and Infection Disease doctors10.22627/2072-8107-2024-23-4-13-17detinf-988Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESАнализ экспрессии генов у пациентов в период острой церебральной недостаточности и поздней реконвалесценции после тяжелого течения нейроинфекцииAnalysis of gene expression in patients during acute cerebral insufficiency and late reconvalescence after severe neuroinfectionhttps://orcid.org/0009-0000-4310-9741ИголкинаА. А.IgolkinaA. A.

Иголкина Александра Александровна, aспирант НИО экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

gribanovaalal@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9546-7831КусакинА. В.KusakinА. V.

Кусакин Алексей Викторович, лаборант-исследователь НИО экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

kusakinax@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8927-3176СкрипченкоН. В.SkripchenkoN. V.

Скрипченко Наталья Викторовна, д.м.н., профессор, заместитель директора по научной работе; зав. Кафедрой инфекционных заболеваний у детей ФП и ДПО

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

snv@niidi.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7965-7002ВильницА. А.Vil'nicA. A.

Вильниц Алла Ароновна, д.м.н., зав. НИО интенсивной терапии ДНКЦИБ ФМБА России, доцент кафедры инфекционных заболеваний у детей ФП и ДПО

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

vilnitz@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7594-1978АлексееваЛ. А.AlekseevaL. A.

Алексеева Лидия Аркадьевна, д.б.н., зав. НИО клинической лабораторной диагностики

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

kldidi@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9690-0729БессоноваТ. В.BessonovaT. V.

Бессонова Татьяна Валерьевна, научный сотрудник НИО клинической лабораторной диагностики

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

bioximiya@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3285-9699ГолеваО. В.GolevaO. V.

Голева Ольга Владимировна, к.б.н., старший научный сотрудник НИО экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

golev.ao@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2684-9980МарченкоН. В.MarchenkoN. V.

Марченко Наталья Викторовна, к.м.н., зав. отделением лучевой диагностики

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

gmv2006@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8924-5300ИриковаМ. А.IrikovaM. A.

Ирикова Мария Алексеевна, младший научный сотрудник НИО функциональных и лучевых методов диагностики

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

dr.bedova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9449-574XЧухловинА. Б.ChuhlovinA. B.

Чухловин Алексей Борисович, д.м.н., зав. лабораторией трансплантологии, НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р.М.Горбачевой

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

alexei.chukh@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5952-8430КрыловА. В.KrylovA. V.

Крылов Андрей Витальевич, к.б.н., старший научный сотрудник НИО экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

an.litovchenko@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7837-3315БазиянЕ. В.BaziianE. V.

Базиян Елена Владимировна, младший научный сотрудник НИО экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

waz2107gen@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4828-8053ЭйсмонтЮ. А.EsmontY. A.

Эйсмонт Юрий Александрович, к.б.н., старший научный сотрудник НИО экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

y-eis@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0091-2224ГлотовО. С.GlotovO. S.

Глотов Олег Сергеевич, д.б.н., зав. НИО экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

olglotov@mail.ruДетский научно-клинический центр инфекционных болезней Федерального медико-биологического агентства РоссииРоссияPediatric Research and Clinical Center for Infectious DiseasesRussian FederationПервый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. ПавловаРоссияAcademician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russian FederationRussian FederationДетский научно-клинический центр инфекционных болезней Федерального медико-биологического агентства России ; Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д. О. ОттаРоссияPediatric Research and Clinical Center for Infectious Diseases ; Otta Research Institute of Obstetrics, Gynecology, and ReproductologyRussian Federation2024151120242341317Copyright © Иголкина А.А., Кусакин А.В., Скрипченко Н.В., Вильниц А.А., Алексеева Л.А., Бессонова Т.В., Голева О.В., Марченко Н.В., Ирикова М.А., Чухловин А.Б., Крылов А.В., Базиян Е.В., Эйсмонт Ю.А., Глотов О.С., 20242024Иголкина А.А., Кусакин А.В., Скрипченко Н.В., Вильниц А.А., Алексеева Л.А., Бессонова Т.В., Голева О.В., Марченко Н.В., Ирикова М.А., Чухловин А.Б., Крылов А.В., Базиян Е.В., Эйсмонт Ю.А., Глотов О.С.Igolkina A.A., Kusakin А.V., Skripchenko N.V., Vil'nic A.A., Alekseeva L.A., Bessonova T.V., Goleva O.V., Marchenko N.V., Irikova M.A., Chuhlovin A.B., Krylov A.V., Baziian E.V., Esmont Y.A., Glotov O.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://detinf.elpub.ru/jour/article/view/988

Цель. Провести анализ экспрессии генов у пациентов с церебральной недостаточностью в острый период и в период поздней реконвалесценции после тяжелого течения нейроинфекции. Материалы и методы. В исследовании приняли участие пациенты с инфекционными заболеваниями в возрасте от 3 лет до 17 лет, поступившие на лечение в отдел реанимации и интенсивной терапии ФГБУ ДНКЦИБ ФМБА России. Пробы цельной крови были отобраны до начала терапии — «Острый период» и в периоде поздней реконвалесценции после заболевания (9, 12, 13 месяцев). Для анализа дифференциальной экспрессии генов было проведено секвенирование РНК. Результаты. Статистически значимые различия экспрессии в группе сравнения «Острый период» и «Поздняя реконвалесценция» выявлены у 14 генов. Так в группе «Острый период» было выявлено 12 генов с пониженной экспрессией и 2 гена с повышенной: ANGPTL2, кодирующий ангиопоэтин-подобный белок 2 и PCK1 фермента фосфоенолпируват-карбоксикиназы. Из 14 генов 5 были с неизвестными функциями и не определенными ортологами. Заключение. Авторы полагают, что повышенная экспрессия гена ANGPTL2 может быть причиной воздействия гипоксии, которая сопровождает острую церебральную недостаточность при тяжелом инфекционном процессе. Повышенная экспрессия PCK1 может свидетельствовать о повышенных потребностях головного мозга в глюкозе в процессе восстановления.

Goal. To analyze gene expression in patients with cerebral insufficiency during the critical period and during late convalescence after severe neuroinfection. Materials and methods. The study involved patients with infectious diseases aged from 3 to 17 years, admitted for treatment to the department of resuscitation and intensive care of the Federal State Budgetary Institution DNACIB FMBA of Russia. Whole blood samples were collected before the start of therapy — «Acute period» and during the period of late convalescence after the disease (9, 12, 13 months). RNA sequencing was performed to analyze differential gene expression. Results. Statistically significant differences in expression in the comparison group «Acute period» and «Late convalescence» were detected in 14 genes. Thus, in the «Acute period» group, 12 genes with decreased expression and 2 genes with increased expression were identified: ANGPTL2, encoding angiopoietin-like protein 2 and PCK1 of the phosphoenolpyruvate carboxykinase enzyme. Of the 14 genes, 5 had unknown functions and unidentified orthologues. Conclusion. The authors suggest that increased expression of the ANGPTL2 gene may be the cause of the consequences of hypoxia, which leads to acute cerebral failure during a severe infectious process. Increased expression of PCK1 may indicate increased brain glucose demand during recovery.

острая церебральная недостаточностьсеквенирование РНКген ANGPTL2ген PCK1acute cerebral insufficiencyRNA sequencingANGPTL2 genePCK1 geneReferencesРябов Г.А. Логика развития интенсивной терапии критических состояний. Анестезиология и реаниматология. 1999; 1:10—13.Ryabov G.A. Logika razvitiya intensivnoj terapii kriticheskih sostoyanij. Anesteziologiya i Reanimatologiya. 1999; 1:10—13. (in Russ.)Скрипченко Н.В., Вильниц А.А., Егорова Е.С., Климкин А.В., Войтенков В.Б., Бедова М.А. Энцефалопатии критических состояний: проблема и пути решения. Российский неврологический журнал. 2020; 25(4):51—59. https://doi.org/10.30629/2658-7947-2020-25-4-51-59Skripchenkko N.V., Vilnits A.A., Egorova E.S., Klimkin A.V., Voitenkov V.B., Bedova M.A. Encephalopathies of Critical Conditions: Problem and Solutions. Russian Neurological Journal. 2020; 25(4):51—59. doi.org/10.30629/2658-7947-2020-25-4-51-59 (in Russ.) 3.Шустов Е.Б. Гипоксия физической нагрузки: изучение у человека и лабораторных животных. Биомедицина. 2014; 4:4—16.Shustov E.B. Gipoksiya fizicheskoj nagruzki: izuchenie u cheloveka i laboratornyh zhivotnyh. Biomedicina. 2014; 4:4—16. (in Russ.)Скрипченко Н.В., Иванова Г.П., Скрипченко Е.Ю., Егорова Е.С., Суровцева А.В. Эффективность цитофлавина при диссеминированных энцефаломиелитах у детей. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2017; 117(11):67—74 DOI:10.17116/jnevro201711711267-74Skripchenko NV, Ivanova GP, Scripchenko EY, Egorova ES, Surovtseva AV. Cytoflavin efficacy in the treatment of disseminated encephalomyelitis in children. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2017; 117(11-2):67-74. doi.org/10.17116/jnevro201711711267-74. (in Russ.)Федин А.И., Румянцева С.А., Пирадов М.А., Скоромец А.А., Парфенов В.А., Клочева Е.Г., Шоломов И.И., Кухцевич И.И., Золкорняев И.Г., Белоногов М.А. Эффективность нейрометаболического протектора цитофлавина при инфарктах мозга (многоцентровое рандомизированное исследование). Главврач Юга России. 2007; 1(9).Fedin A.I., Rumyanceva S.A., Piradov M.A., Skoromec A.A., Parfenov V.A., Klocheva E.G., SHolomov I.I., Kuhcevich I.I., Zolkornyaev I.G., Belonogov M.A. Effektivnost' nejrometabolicheskogo protektora citoflavina pri infarktah mozga (mnogocentrovoe randomizirovannoe issledovanie). Glavvrach YUga Rossii. 2007; 1(9). (in Russ.)Ewels P, Magnusson M, Lundin S, Käller M. MultiQC: summarize analysis results for multiple tools and samples in a single report. Bioinformatics. 2016; 32(19):3047—3048. doi:10.1093/bioinformatics/btw354Ewels P, Magnusson M, Lundin S, Käller M. MultiQC: summarize analysis results for multiple tools and samples in a single report. Bioinformatics. 2016; 32(19):3047—3048. doi:10.1093/bioinformatics/btw354Bray NL, Pimentel H, Melsted P, Pachter L. Near-optimal probabilistic RNA-seq quantification. Nat Biotechnol. 2016; 34(5):525—527. doi:10.1038/nbt.3519Bray NL, Pimentel H, Melsted P, Pachter L. Near-optimal probabilistic RNA-seq quantification. Nat Biotechnol. 2016; 34(5):525—527. doi:10.1038/nbt.3519Schneider VA, Graves-Lindsay T, Howe K, et al. Evaluation of GRCh38 and de novo haploid genome assemblies demonstrates the enduring quality of the reference assembly. Genome Res. 2017; 27(5):849—864. doi:10.1101/gr.213611.116Schneider VA, Graves-Lindsay T, Howe K, et al. Evaluation of GRCh38 and de novo haploid genome assemblies demonstrates the enduring quality of the reference assembly. Genome Res. 2017; 27(5):849—864. doi:10.1101/gr.213611.116Love MI, Huber W, Anders S. Moderated estimation of fold change and dispersion for RNA-seq data with DESeq2. Genome Biol. 2014; 15(12):550. doi:10.1186/s13059-014-0550-8Love MI, Huber W, Anders S. Moderated estimation of fold change and dispersion for RNA-seq data with DESeq2. Genome Biol. 2014; 15(12):550. doi:10.1186/s13059-014-0550-8Kolberg L, Raudvere U, Kuzmin I, Vilo J, Peterson H. gprofiler2 — an R package for gene list functional enrichment analysis and namespace conversion toolset g:Profiler. F1000Res. 2020; 9:ELIXIR-709. doi:10.12688/f1000research.24956.2Kolberg L, Raudvere U, Kuzmin I, Vilo J, Peterson H. gprofiler2 — an R package for gene list functional enrichment analysis and namespace conversion toolset g:Profiler. F1000Res. 2020; 9:ELIXIR-709. doi:10.12688/f1000research.24956.2Wu T, Hu E, Xu S, et al. clusterProfiler 4.0: A universal enrichment tool for interpreting omics data. Innovation (Camb). 2021; 2(3):100141. doi:10.1016/j.xinn.2021.100141Wu T, Hu E, Xu S, et al. clusterProfiler 4.0: A universal enrichment tool for interpreting omics data. Innovation (Camb). 2021; 2(3):100141. doi:10.1016/j.xinn.2021.100141Kadomatsu T, Endo M, Miyata K, Oike Y. Diverse roles of ANGPTL2 in physiology and pathophysiology. Trends Endocrinol Metab. 2014; 25(5):245—254. doi:10.1016/j.tem.2014.03.012Kadomatsu T, Endo M, Miyata K, Oike Y. Diverse roles of ANGPTL2 in physiology and pathophysiology. Trends Endocrinol Metab. 2014; 25(5):245—254. doi:10.1016/j.tem.2014.03.012Thorin-Trescases N, Thorin E. Angiopoietin-like-2: a multifaceted protein with physiological and pathophysiological properties. Expert Rev Mol Med. 2014; 16:e17. doi:10.1017/erm.2014.19Thorin-Trescases N, Thorin E. Angiopoietin-like-2: a multifaceted protein with physiological and pathophysiological properties. Expert Rev Mol Med. 2014; 16:e17. doi:10.1017/erm.2014.19Chen L, Yu Z, Xie L, et al. ANGPTL2 binds MAG to efficiently enhance oligodendrocyte differentiation. Cell Biosci. 2023; 13(1):42. doi:10.1186/s13578-023-00970-3Chen L, Yu Z, Xie L, et al. ANGPTL2 binds MAG to efficiently enhance oligodendrocyte differentiation. Cell Biosci. 2023; 13(1):42. doi:10.1186/s13578-023-00970-3Quarles RH. Myelin-associated glycoprotein (MAG): past, present and beyond. J Neurochem. 2007; 100(6):1431—1448. doi:10.1111/j.1471-4159.2006.04319.xQuarles RH. Myelin-associated glycoprotein (MAG): past, present and beyond. J Neurochem. 2007; 100(6):1431—1448. doi:10.1111/j.1471-4159.2006.04319.xLopez PH. Role of myelin-associated glycoprotein (siglec-4a) in the nervous system. Adv Neurobiol. 2014; 9:245—262. doi:10.1007/978-1-4939-1154-7_11Lopez PH. Role of myelin-associated glycoprotein (siglec-4a) in the nervous system. Adv Neurobiol. 2014; 9:245—262. doi:10.1007/978-1-4939-1154-7_11Li Z, Yue M, Heng BC, Liu Y, Zhang P, Zhou Y. Metformin can mitigate skeletal dysplasia caused by Pck2 deficiency. Int J Oral Sci. 2022; 14(1):54. doi:10.1038/s41368-022-00204-1Li Z, Yue M, Heng BC, Liu Y, Zhang P, Zhou Y. Metformin can mitigate skeletal dysplasia caused by Pck2 deficiency. Int J Oral Sci. 2022; 14(1):54. doi:10.1038/s41368-022-00204-1Vieira P, Cameron J, Rahikkala E, et al. Novel homozygous PCK1 mutation causing cytosolic phosphoenolpyruvate carboxykinase deficiency presenting as childhood hypoglycemia, an abnormal pattern of urine metabolites and liver dysfunction. Mol Genet Metab. 2017; 120(4):337—341. doi:10.1016/j.ymgme.2017.02.003Vieira P, Cameron J, Rahikkala E, et al. Novel homozygous PCK1 mutation causing cytosolic phosphoenolpyruvate carboxykinase deficiency presenting as childhood hypoglycemia, an abnormal pattern of urine metabolites and liver dysfunction. Mol Genet Metab. 2017; 120(4):337—341. doi:10.1016/j.ymgme.2017.02.003Xia Z, Chibnik LB, Glanz BI, et al. A putative Alzheimer's disease risk allele in PCK1 influences brain atrophy in multiple sclerosis. PLoS One. 2010; 5(11):e14169. doi:10.1371/journal.pone.0014169Xia Z, Chibnik LB, Glanz BI, et al. A putative Alzheimer's disease risk allele in PCK1 influences brain atrophy in multiple sclerosis. PLoS One. 2010; 5(11):e14169. doi:10.1371/journal.pone.0014169Бочкарева Л.А., Недосугова Л.В., Петунина Н.А., Тельнова М.Э., Гончарова Е.В. Некоторые механизмы развития воспаления при сахарном диабете 2 типа. Сахарный диабет. 2021; 24(4):334—341. https://doi.org/10.14341/DM12746Bochkareva L.A., Nedosugova L.V., Petunina N.A., Теlnova M.Е., Goncharova E.V. Some mechanisms of inflammation development in type 2 diabetes mellitus. Diabetes Мellitus. 2021; 24(4):334—341. doi.org/10.14341/DM12746. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.