Aim: Necrotizing enterocolitis (NEC) is a severe and often catastrophic gastrointestinal emergency that predominantly affects neonates, especially those born prematurely, and is associated with high rates of morbidity and mortality. Despite its significant clinical impact, the precise etiology and molecular pathogenesis of NEC remain incompletely understood.
Methods: In this study, we conducted global transcriptomic profiling using high-throughput RNA sequencing in 11 premature neonates diagnosed with NEC, following rigorous inclusion and exclusion criteria. Compared to healthy controls, we identified 1,204 differentially expressed genes (DEGs), including 636 upregulated and 568 downregulated transcripts.
Results: Notably, genes involved in hypoxia-induced apoptosis (e.g., HIF1AAS3, HIF1AAS1), the caspase cascade (BCL2, BCL6, CASP5, CASP7), and inflammation (IL1RAP, IL6ST, TNFAIP3, TNFRSF10A, TLR6, TLR10) were significantly upregulated. In contrast, IL18, a key modulator of inflammatory responses, was downregulated. Interestingly, several genes encoding selenoproteins (GPX1, GPX4, SELENON, SELENOM, SELENOF, SELENOW, SELENOT) were also downregulated, suggesting molecular evidence of selenium deficiency.
Gene ontology and pathway enrichment analyses revealed widespread dysregulation in pathways related to hypoxia response, systemic inflammation, coagulation, antimicrobial defense, mitochondrial function, autophagy, selenium metabolism, and apoptosis.
Conclusions: Collectively, our findings provide novel insights into the molecular underpinnings of NEC in premature infants and suggest that systemic hypoxia, oxidative stress, selenium deficiency, and programmed cell death contribute significantly to its pathogenesis.
This work was supported by Inonu University Scientific Research Project Coordination Unit (project code: TOA-2024-3709).
Keywords: Hypoxia-induced apoptosis, Necrotizing Enterocolitis, premature infants, selenium deficiency
Amaç: Nekrotizan enterokolit (NEC), özellikle prematüre doğanlar olmak üzere, ağırlıklı olarak yenidoğanları etkileyen ve yüksek oranda morbidite ve mortalite ile ilişkili olan ciddi ve sıklıkla felaketle sonuçlanan bir gastrointestinal acil durumdur. Önemli klinik etkisine rağmen, NEC'nin kesin etiyolojisi ve moleküler patogenezi hala tam olarak anlaşılamamıştır.
Yöntem: Bu çalışmada, titiz dahil etme ve hariç tutma kriterlerini izleyerek, NEC tanısı konulan 11 prematüre yenidoğanda yüksek verimli RNA dizilimi kullanarak küresel transkriptomik profilleme gerçekleştirdik. Sağlıklı bir kontrol bebeğin genleri ile karşılaştırıldığında, 636 up-regüle ve 568 down-regüle olmak üzere 1.204 genin ekspresyonunun değişmiş olduğunu bulduk.
Bulgular: Özellikle, hipoksi kaynaklı apoptozda (örn. HIF1AAS3, HIF1AAS1), kaspaz kaskadında (BCL2, BCL6, CASP5, CASP7) ve inflamasyonda (IL1RAP, IL6ST, TNFAIP3, TNFRSF10A, TLR6, TLR10) yer alan genler önemli ölçüde yukarı düzenlenmiştir. Buna karşılık, inflamasyon yanıtlarının önemli bir düzenleyicisi olan IL18 aşağı düzenlenmiştir. İlginç bir şekilde, selenoproteinleri (GPX1, GPX4, SELENON, SELENOM, SELENOF, SELENOW, SELENOT) kodlayan birkaç gen de aşağı düzenlenmiştir ve bu da selenyum eksikliğinin moleküler kanıtını göstermektedir.
Gen ontolojisi ve yol zenginleştirme analizleri, hipoksi yanıtı, sistemik inflamasyon, pıhtılaşma, antimikrobiyal savunma, mitokondriyal işlev, otofaji, selenyum metabolizması ve apoptozis ile ilgili yollarda yaygın bir düzensizlik olduğunu ortaya koymuştur.
Sonuç: Bulgularımız, prematüre bebeklerde nekrotizan enterokolitin moleküler temellerine ilişkin yeni bakış açıları sunmakta ve sistemik hipoksinin, oksidatif stresin, selenyum eksikliğinin ve programlanmış hücre ölümünün nekrotizan enterokolitin patogenezine önemli ölçüde katkıda bulunduğunu ileri sürmektedir.
Bu çalışma İnönü Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenmiştir (proje kodu: TOA-2024-3709).
Anahtar Kelimeler: Hipoksi kaynaklı apoptozis, Nekrotizan Enterokolit, prematüre bebekler, selenyum eksikliği