应用转录组技术分析大鼠脊髓损伤早期的基因在转录水平表达变化

【作者】 王赛男； 郭雪燕； 胡建国； 吕合作；

【机构】 蚌埠医学院免疫学教研室；

【摘要】 研究背景:我们前期的实验结果表明,在脊髓损伤(SCI)的早期,神经损害性和保护性的免疫细胞在损伤局部均存在,但保护性的群体是一过性的,而损害性的群体及其产生的细胞因子存在时间长且占优势。但是,当时损伤的时间点选择较稀疏,没有涵盖SCI后几个小时内急性期的基因表达变化。因此,本研究采用转录组技术(RNA-Seq)对大鼠SCI后6小时(6 h)和3天(3 d)的全基因组转录谱进行分析。目的 :筛选大鼠SCI后早期特征性改变的分子及信号通路,探寻SCI后早期的有效治疗靶点。方法 :SD大鼠12只随机分为4组:SCI 6 h组(3只)、SCI 3 d组(3只)、假手术(sham)6 h组(3只)以及假手术(sham)3 d组(3只)。采用纽约大学NYU重物损伤仪制备SCI大鼠模型,采用RNA-Seq对大鼠SCI后6h、3d的全基因组转录谱进行分析,对差异表达的基因进行Gene ontology (GO)和Kyoto encyclopedia of genesand genomes(KEGG)等生物信息学分析。结果 :与sham-6h组比较,SCI-6h组共有1906个差异表达的基因,其中上调基因和下调基因分别为1344和562个;与sham-3d组比较,SCI-3d组共有7665个差异表达的基因,其中上调基因和下调基因分别为3891和3774个;与SCI-6h组比较,SCI-3d组共有6129个差异表达的基因,其中上调基因和下调基因分别为3236和2893个。GO富集分析显示显著差异基因表达集中在蛋白质结合、免疫反应、对细胞因子的反应、突触和神经元投射等。KEGG富集通路分析显示主要富集通路包括TNF信号通路、NOD样受体信号通路、NF-κB信号通路、趋化因子信号通路、核糖体和细胞因子-细胞因子信号通路等。结论 :本研究描述了大鼠SCI后早期的关键基因和信号通路,加深了我们对早期SCI的病理生理机制的理解。更多还原