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        嚴重?zé)齻笫笤缙诠趋兰≈衜iRNAs表達譜數(shù)據(jù)基因功能分析

        2016-07-04 08:20:17張海軍郝岱峰柴家科郁永輝
        海軍醫(yī)學(xué)雜志 2016年3期
        關(guān)鍵詞:基因功能燒傷

        張海軍,郝岱峰,柴家科,郁永輝

        嚴重?zé)齻笫笤缙诠趋兰≈衜iRNAs表達譜數(shù)據(jù)基因功能分析

        張海軍,郝岱峰,柴家科,郁永輝

        [關(guān)鍵詞]燒傷;脛骨前??;基因功能

        嚴重?zé)齻蟾叽x表現(xiàn)為骨骼肌消耗,其中脛骨前肌消耗較為明顯,蛋白水平、基因水平和信號通路方面的進一步研究證實:泛素-蛋白酶體介導(dǎo)的蛋白降解、骨骼肌細胞凋亡、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等是燒傷后骨骼肌消耗的重要原因[1-4]。但略顯不足的是,對非編碼RNA的表觀遺傳學(xué)上游調(diào)控方面的機制尚未進行深入研究[5]。筆者之前利用芯片篩查技術(shù),發(fā)現(xiàn)嚴重?zé)齻笫笤缙诿劰乔凹≈衜icroRNA表達水平明顯改變[6]。本研究擬通過基因功能分析方法,發(fā)現(xiàn)差異microRNA參與調(diào)控機制的可能方向,為進一步研究表觀遺傳調(diào)控機制提供理論依據(jù)。現(xiàn)報道如下。

        1材料與方法

        1.1數(shù)據(jù)來源采用丹麥鎖核苷酸技術(shù)Exiqon miRCURYTMLNA microRNA芯片檢測嚴重?zé)齻笫笤缙诿劰乔凹iRNA表達譜變化,部分實驗結(jié)果已發(fā)表[6]。數(shù)據(jù)顯示嚴重?zé)齻笫笈c正常大鼠相比表達下調(diào)的miRNA有65種,其中mir-628、mir-190b-5p、mir-30d-3p、mir-1-3p、mir-22-3p、mir-30a-5p、mir-133a-3p、mir-206-3p等差異明顯且相關(guān)性較高,本研究擬對部分miRNA進行基因功能分析。

        1.2基因功能分析對差異基因分類結(jié)果進行基于離散分布的顯著性分析、誤判率分析、富集度分析,得出與實驗?zāi)康挠酗@著聯(lián)系的、低誤判率的、靶向性的基因功能分類,該分類即導(dǎo)致樣本性狀差異的最重要的功能差別。通過該分析有可能找到導(dǎo)致性狀變化的重要功能,并且找到該功能所對應(yīng)的基因[7-9]。

        2結(jié)果

        選取部分miRNA進行miRNA-GO Network網(wǎng)絡(luò)分析,見圖1,所示淺紅色節(jié)點代表miRNA,淺藍色節(jié)點代表各類功能。圖中所見:從單一microRNA來看,mir-30a-5p參與調(diào)控的生物功能最多,包括生物調(diào)節(jié)等13種生物功能, mir-22-3p最少,僅參與調(diào)節(jié)代謝過程;從功能上來看,生物調(diào)節(jié)和代謝過程這2種生物功能受到多種microRNA調(diào)控,調(diào)控機制較為復(fù)雜。(1)經(jīng)過GO分析顯示,參與代謝過程相關(guān)的miRNA包括6種:mir-30d-3p、mir-206-3p、mir-190b-5p、mir-133a-3p、mir-22-3p、mir-30a-5p,表明有多種miRNA參與了代謝過程這一重要功能,顯示出大鼠嚴重燙傷后脛骨前肌代謝方面的可能改變。(2)GO分析顯示,參與生物調(diào)節(jié)的miRNA包括5種:mir-30d-3p、mir-190b-5p、mir-133a-3p、mir-30a-5p、mir-628,表明有多種miRNA參與了生物調(diào)節(jié)這一重要功能,顯示出大鼠嚴重燙傷后脛骨前肌生物調(diào)節(jié)功能方面的可能改變。

        3討論

        骨骼肌占機體細胞干重50%以上,是機體最大的氮庫,也是受高分解代謝影響最大的器官。嚴重?zé)齻蠊趋兰〉鞍赘叻纸獯x引起的骨骼肌萎縮將導(dǎo)致機體免疫力下降,感染率增加,創(chuàng)面愈合延遲,甚至引起各種并發(fā)癥導(dǎo)致生命危險,這些都嚴重影響著患者的生存質(zhì)量和疾病的預(yù)后,是目前燒傷外科亟待解決的突出難題[10-11]。

        對嚴重?zé)齻蠊趋兰》核?蛋白酶體途徑介導(dǎo)的肌纖維蛋白降解、肌細胞凋亡以及死亡受體通路、線粒體通路及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的凋亡通路、肌細胞凋亡和肌纖維蛋白降解的相互關(guān)系,有人已經(jīng)做了較為深入的研究[12],但是非編碼RNA在燒傷后早期骨骼肌消耗中的作用及其機制尚未進行過探討。

        目前的研究發(fā)現(xiàn),microRNA在骨骼肌代謝疾病的發(fā)生與發(fā)展中起到一定作用,其中miR-1、miR-133a和miR-206是骨骼肌中特異性表達的miRNAs,已證實其與骨骼肌發(fā)育有關(guān)聯(lián)。有學(xué)者應(yīng)用原位雜交和半定量PCR技術(shù)檢測肌肉中miRNAs表達,并在C2C12細胞肌肉分化過程中分析它們的時間和空間表達形式;在心臟毒素導(dǎo)致TA肌肉損傷中檢測骨骼肌降解和再生的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),新合成的肌管中miR-206表達顯著增加,可能提示其參與了骨骼肌再生和成熟過程[5]。

        利用現(xiàn)有的芯片篩查數(shù)據(jù)[6],通過GO分析顯示microRNA研究功能的主要方向[13-14]。由此,初步探明了部分差異表達microRNAs廣泛參與了代謝及生物調(diào)節(jié)等過程,但具體機制尚不清楚,但卻為下一步深入研究差異表達的microRNAs參與嚴重?zé)齻笫竺劰乔凹〈x中的機制提供了理論依據(jù)。

        注:淺紅色節(jié)點代表miRNA,淺藍色節(jié)點代表各類功能,節(jié)點越大,參與的功能越多,受調(diào)控的miRNA越多圖1 miRNA-GO Network網(wǎng)絡(luò)分析圖

        [1]Silva NT, Quintana HT, Bortolin JA, et al.Burn injury induces skeletal muscle degeneration, inflammatory host response, and oxidative stress in wistar rats[J].J Burn Care Res,2015,36(3):428-433.DOI:1097/BCR.00000000000000122.

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        [4]馮永強,柴家科,褚萬立,等.VDAC2相關(guān)的線粒體凋亡通路在嚴重?zé)齻笫笮募p傷中的作用及其機制[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2013,93(12):939-943.DOI:10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2013.12.015.

        [5]張海軍,柴家科.微小RNA 調(diào)節(jié)骨骼肌發(fā)育與損傷修復(fù)的作用及其機制[J].中華損傷與修復(fù)雜志(電子版),2013,8(1):59-62.DOI:10.3877/cma.j.issn.1673-9450.2013.01.018.

        [6]Zhang H, Yu Y, Chai J, et al. Detection of the MicroRNA expression profile in skeletal muscles of burn trauma at the early stage in rats[J]. Ulus Travma Acil Cerrahi Derg,2015,21(4):241-247.DOI:10.5505/tjtes.2015.80707.

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        [8]馮旭,周寶森.hsa-miR-487b的靶基因預(yù)測及生物信息學(xué)分析[J].中華疾病控制雜志,2015,19(1):93-95.DOI:1674-3679(2015)01-0093-03.

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        (本文編輯:張陣陣)

        [基金項目]全軍后勤科技重點專項(BWS14J48、BWS14J49)

        [作者單位]100048北京,解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院全軍燒傷研究所

        [中圖分類號]R644

        [文獻標(biāo)識碼]B[DOI]10.3969/j.issn.1009-0754.2016.03.012

        (收稿日期:2015-10-01)

        ·基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)··短篇論著·

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