Transcriptomic Response of Airway Epithelium to Diesel Exhaust and Woodsmoke
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background: The airway epithelium plays a crucial role as a mucosal barrier against environmental challenges, including traffic-related air pollution and wildfire smoke – the two most common exposures in North America. By utilizing an in-vitro exposure cell culture model and transcriptomic analysis to assess the effects of diesel exhaust (DE; a model for traffic-related air pollution) and wood smoke (WS; a model for wildfires), we can gain a comprehensive understanding of the similarities and differences in how each exposure impacts the respiratory tract. Methods: Human bronchial epithelial cells (hBEC) were collected from six healthy never-smokers undergoing a research bronchoscopy. Cells were cultured, expanded, and differentiated at air-liquid interface (ALI) for >21 days. Differentiated hBECs were exposed to filtered air (control condition), diesel exhaust (diluted to PM2.5 = 300 μg/m3), or woodsmoke (diluted to PM2.5 = 300 μg/m3) for 2 hours using a CULTEX in-vitro exposure system. Twenty-four hours after each exposure, the cells were harvested for RNA sequencing. Total RNA was extracted, followed by PolyA mRNA enrichment, cDNA synthesis, and sequencing library generation. Paired-end 150bp Illumina NovaSeq sequencing targeting 50 million read-pairs per library was then performed. After preprocessing, we conducted differential gene expression and pathway analysis through the nf-core RNA-seq pipeline before conducting DESeq2 differential expression analysis and Gene Set Enrichment Analysis (GSEA). Results: Transcriptome analysis revealed 283 (Up:162; Down:121) differentially expressed genes (DEGs) in DE-exposed cells compared to FA exposure (false discovery rate (FDR) <0.05). In contrast, there were 83 (Up:24; Down:59) DEGs in WS-exposed cells compared to control. Both DE and WS exposures elicited changes in 18 common differentially expressed transcripts (Up:5; Down:13). GSEA analysis showed enrichment of 33 and 12 KEGG Pathways in the DE and WS exposed cells, respectively, based on DEGs. GSEA further revealed shared enriched pathways (including oxidative phosphorylation and chemical carcinogenesis) between the DE and WS-exposed cells. No significant differences in cytotoxicity (LDH assay) or barrier function (transepithelial electrical resistance) were observed when comparing the FA condition to the exposure groups. Conclusions: This study demonstrates the utility of a systems biology approach in uncovering distinct and shared transcriptional responses of bronchial epithelial cells to two extremely common environmental exposures. Given some public perception of WS as inconsequential, along with alternative assumptions that similar concentrations of DE and WS likely have indistinct effects, these findings highlight the importance of understanding the intricacies of complex pollution-induced changes in airway health.
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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) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 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) | 0,002 | 0,001 |
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 ».