摘要:
背景:炎癥小體在脊髓損傷后發(fā)揮重要作用,凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白是炎癥小體的共同接頭蛋白.作者前期的研究表明,一種特異性的凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白寡聚阻斷劑CRID3,可以通過抑制凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白寡聚化而抑制炎癥小體的活化和相應(yīng)細(xì)胞因子的產(chǎn)生,進(jìn)而改善損傷脊髓局部微環(huán)境,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用.但是其在轉(zhuǎn)錄水平對(duì)損傷脊髓的影響尚未見報(bào)道.目的:采用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)分析CRID3對(duì)小鼠脊髓損傷急性期(8 h)局部基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)的影響.方法:共取雌性8周齡C57BL/6小鼠30只,體質(zhì)量18-20 g,隨機(jī)分為假手術(shù)組和脊髓損傷組,將脊髓損傷后的小鼠分為模型對(duì)照組和給藥組,給藥組術(shù)后腹腔注射CRID3(50 mg/kg),對(duì)照組只注射等體積的生理鹽水.脊髓損傷后8 h,每組各灌注取材3只小鼠,取脊髓冰凍切片進(jìn)行蘇木精-伊紅染色,確定損傷模型是否成功.損傷后8 h每組各取3只小鼠,取脊髓提取純化總RNA,進(jìn)行文庫制備和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,用DESeq2軟件分析3組模型的差異基因表達(dá).同轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,模型對(duì)照組和給藥組各取6只小鼠脊髓提取純化總RNA,采用反轉(zhuǎn)錄實(shí)時(shí)定量PCR方法驗(yàn)證轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果.用GOseq R軟件和KOBAS軟件對(duì)差異基因分別進(jìn)行基因本體分析和京都基因與基因組百科全書富集分析;結(jié)合文獻(xiàn)挖掘與炎癥小體相關(guān)的信號(hào)通路、深入分析CRID3對(duì)其相關(guān)基因表達(dá)的影響;與CRID3作用相關(guān)的基因表達(dá)蛋白String互作分析.結(jié)果 與結(jié)論:①蘇木精-伊紅染色結(jié)果表明脊髓損傷模型構(gòu)建成功;②轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果分析顯示,與假手術(shù)組比較,模型對(duì)照組有5661個(gè)差異表達(dá)基因,其中包括3427個(gè)上調(diào)和2224個(gè)下調(diào)基因;與模型對(duì)照組比較,給藥組有2924個(gè)差異表達(dá)基因,其中包含1409個(gè)上調(diào)基因和1515個(gè)下調(diào)基因;③基因本體分析結(jié)果表明,差異表達(dá)的基因主要富含趨化因子受體結(jié)合、G-蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合、細(xì)胞外-谷氨酸門控離子通道活性、興奮性胞外配體門控離子通道活性、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性、酸性磷酸酶活性等;④京都基因與基因組百科全書分析結(jié)合文獻(xiàn)挖掘表明,與炎癥小體相關(guān)的信號(hào)通路主要包括腫瘤壞死因子、Toll樣受體、核因子κB、PI3K-Akt、缺氧誘導(dǎo)因子1、MAPK、NOD-樣受體信號(hào)通路以及細(xì)胞焦亡、白細(xì)胞跨內(nèi)皮遷移、細(xì)胞因子與其受體相互作用等;⑤CRID3最敏感的基因包括Asc、Casp4、Cyba、Cybb、F11r、Hif1a、Il18、Il1b、Itgal、Itgam、Itgb2、Jam3、Mmp3、Mmp9、Tlr4等;⑥String蛋白互作分析表明炎癥小體組成成分Nlrp1、Nlrp3、Nlrp6、Nlrc4、Aim2、ASC、Csap1和Csap4相互作用密切,并且它們又通過Csap8與白細(xì)胞介素1β、白細(xì)胞介素18形成完整的鏈接;此外還有一些重要的節(jié)點(diǎn)蛋白,如Actn1、Cxcl5、Cd14、Cyba、Cybb、Fgf2、Hif1a、F11r、Itgal、Itga2b、Itgam、Itgb1、Jam3、Mmp3、Tlr4等被確定;⑦結(jié)果表明,脊髓損傷后可以激活大量與炎癥小體活化相關(guān)的基因表達(dá),這些表達(dá)基因形成的信號(hào)通路可能是炎癥小體活化的原因也可能是其活化的結(jié)果;CRID3可以通過抑制炎癥小體相關(guān)基因的表達(dá)直接或間接導(dǎo)致脊髓損傷急性期基因表達(dá)抑制,其相關(guān)的分子和信號(hào)通路主要與炎癥反應(yīng)、局部缺氧、細(xì)胞的黏附、遷移、分化、增殖和凋亡有關(guān),提示在脊髓損傷急性期應(yīng)用CRID3可改善脊髓損傷局部微環(huán)境,這些關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)分子也可以作為新的治療干預(yù)靶點(diǎn).