The impact of cigarette smoke exposure, and COPD or asthma status on ABC transporter gene expression in human airway epithelial cells
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Rationale The respiratory mucosa coordinates responses to infections, allergens, and exposures to air pollution. A relatively unexplored aspect of the respiratory mucosa are the expression and function of ATP Binding Cassette (ABC) transporters. ABC transporters are conserved in prokaryotes and eukaryotes, with humans expressing 48 transporters divided into 7 classes (ABCA, ABCB, ABCC, ABCD, ABDE, ABCF, and ABCG). Throughout the human body, ABC transporters regulate cAMP levels, chloride secretion, lipid transport, and anti-oxidant responses. A deeper exploration of the expression patterns of ABC transporters in the respiratory mucosa is warranted to determine their relevance in lung health and disease. Methods We used a bioinformatic approach complemented with in vitro experimental methods for validation of candidate ABC transporters. We analyzed the expression profiles of all 48 human ABC transporters in the respiratory mucosa using bronchial epithelial cell gene expression datasets available in NCBI GEO from well-characterized patient populations of healthy subjects and individuals that smoke cigarettes, or have been diagnosed with COPD or asthma. The Calu-3 airway epithelial cell line was used to interrogate selected results using a cigarette smoke extract exposure model. Results Using 9 distinct gene-expression datasets of primary human airway epithelial cells, we completed a focused analysis on 48 ABC transporters in samples from healthy subjects and individuals that smoke cigarettes, or have been diagnosed with COPD or asthma. In situ gene expression data demonstrate that ABC transporters are i) variably expressed in epithelial cells from different airway generations (top three expression levels - ABCA5, ABCA13 , and ABCC5) , ii) regulated by cigarette smoke exposure ( ABCA13 , ABCB6 , ABCC1 , and ABCC3 ), and iii) differentially expressed in individuals with COPD and asthma ( ABCA13 , ABCC1 , ABCC2 , ABCC9 ). An in vitro cell culture model of cigarette smoke exposure was able to recapitulate the in situ changes observed in cigarette smokers for ABCA13 and ABCC1 . Conclusions Our in situ human gene expression data analysis reveals that ABC transporters are expressed throughout the airway generations in airway epithelial cells and can be modulated by environmental exposures important in chronic respiratory disease (e.g. cigarette smoking) and in individuals with chronic lung diseases (e.g. COPD or asthma). Our work highlights select ABC transporter candidates of interest and a relevant in vitro model that will enable a deeper understanding of the contribution of ABC transporters in the respiratory mucosa in lung health and disease.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».