張 博,張浩
(佳木斯大學附屬第一醫(yī)院整形外科,黑龍江 佳木斯 154007)
燒傷(burn)是導致皮膚損傷的主要原因之一,根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計[1],全世界每年有近30 萬人死于燒傷。在嚴重燒傷過程中,細胞和血管均受到損傷,分子代謝出現(xiàn)異常調(diào)控,進一步導致各種非編碼RNA 和細胞因子等分子調(diào)控出現(xiàn)紊亂[2-5]。有研究表明[6-8],微小RNA(microRNA)參與了皮膚燒傷后的分子調(diào)控代謝過程,其中microRNA-744 在皮膚燒傷具有重要調(diào)控作用。蛋白激酶cAMP 激活催化亞基α(PRKACA)是參與細胞信號轉(zhuǎn)導的重要分子之一[7,8]。成纖維細胞生長因子(FGF)是組織穩(wěn)態(tài)和癌癥中的關鍵有絲分裂原,F(xiàn)GF2 在皮膚燒傷愈后的分子機制中也具有重要作用[9]。本研究主要探討microRNA-744 調(diào)控PRKACA 和FGF2 對皮膚燒傷愈后疤痕形成的影響和分子間的相關性,現(xiàn)報道如下。
1.1 實驗試劑和動物 30 只健康新西蘭大白兔由騰新生物技術有限公司提供(許可證號:SCX2021-0004),體重2.0~2.5 kg,雌雄各半。清潔級動物室適應性飼養(yǎng)1 周,在制備燒傷動物模型前24 h 禁食不禁水,實驗方案獲佳木斯大學附屬第一醫(yī)院倫理委員會審批通過。microRNA 提取分離試劑盒(北京天根生化科技有限公司);cDNA 第一鏈合成試劑盒(北京天根生化科技有限公司);qRT-PCR 檢測試劑盒(北京天根生化科技有限公司);microRNA 檢測引物U6(北京天根生化科技有限公司);microRNA檢測引物miR-744(天根生化科技有限公司);RNase-Free 雙蒸水(北京天根生化科技有限公司)等。
1.2 實驗儀器 實時熒光定量PCR(美國應用生物系統(tǒng)公司)、瓊脂糖凝膠電泳儀(美國Bio-Rad 公司)、反轉(zhuǎn)錄PCR(美國應用生物系統(tǒng)公司)、-80 ℃超低溫冰箱(美國Thermo Scientific 公司)、蛋白凝膠成像儀(美國Wealtec 公司)、超凈工作臺(山東新華醫(yī)療器械股份有限公司)、4 ℃低溫高速離心機(德國Eppendorf 公司)等。
1.3 方法
1.3.1 燒傷模型和組織樣本收集 提前24 h 由耳緣靜脈注射戊巴比妥鈉,麻醉后行頸內(nèi)靜脈和頸動脈穿刺置管備用,將兔背部涂抹10%硫代鈉脫毛,燒傷面積為總體表面積的30%。體表面積公式:A(m2)=R×W2/3,A 為體表面積(m2),W 為體重(kg),經(jīng)計算燒傷面積約為514 cm2。根據(jù)燒傷時間和常用燒傷動物模型制作方法進行分組,分別為對照組、燒傷組、愈后組,每組10 例。組織樣本離體后迅速冷凍至液氮中,直至MicroRNA 提取。
1.3.2 血液樣本收集 用不含抗凝劑的試管釆集外周靜脈血0.5 ml,室溫下3000 r/min 離心15 min,去除血細胞,收集上層血清,然后將收集血清在4 ℃,3000 r/min 離心15 min,進一步除去殘留血細胞;小心吸取上層血清至新的離心管,置于-80 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.3 qRT-PCR 檢測MicroRNA-744 表達 首先進行樣本microRNA 提取分離,合成microRNA cDNA第一鏈,再進行瓊脂糖凝膠電泳檢測cDNA(圖1),然后再進行反轉(zhuǎn)錄實驗,反轉(zhuǎn)錄程序包括:①RNA加尾反應和反轉(zhuǎn)錄反應42 ℃,60 min;②酶失活反應95 ℃,3 min。microRNA 熒光定量檢測:按實驗樣本數(shù)量計算各試劑總量,分裝到反應管中,然后加入引物和microRNA cDNA,再加入樣本的cDNA,混勻,離心,設置反應程序,進行檢測,然后觀察結果。樣本microRNA 使用核酸定量儀測定RNA 濃度和純度,光密度A260/A280 均在1.8~2.0 間表明RNA無降解。microRNA 經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄生成cDNA 后,進行瓊脂糖凝膠電泳。運用qRT-PCR 檢測各組樣本時,如果溶解曲線分析未見雜峰,擴增產(chǎn)物單一,表明沒有非特異性擴增。用U6 為內(nèi)參,反應結束后計算Ct值。根據(jù)擴增曲線得到microRNA-744 和U6的Ct值,通過公式計算ΔCt(ΔCt=CtmicroRNA-744-CtU6),運用2-ΔΔCt法對各組樣本microRNA的表達水平。
圖1 cDNA 瓊脂糖凝膠電泳圖
1.3.4 ELISA 實驗檢測PRKACA 和FGF2 每孔加入100 μl 標準品、空白樣品或樣品;棄掉每個孔的液體,然后不要洗,向每孔加入100 μl 檢測試劑A 工作溶液;用微量加樣槍吸出每個孔并洗滌,重復3次,總共洗滌3 次;每孔加入100 μl Detection Reagent B 作溶液,蓋上一個新的密封板,在37 ℃孵育1 h;重復抽吸/洗滌5 次;每孔加入90 μl 底物溶液,蓋上新的Plate 密封劑,在37 ℃下孵育15~30 min,避光;每孔加入50 μl 終止液,如果顏色變化不均勻,輕輕敲打板確保充分混合;確定每個孔的光密度到450 nm,使用酶標儀一次測定;根據(jù)酶標儀的標準曲線進行數(shù)據(jù)分析。
1.3.5 Western Blot 檢測組織PRKACA 和FGF2 蛋白表達 組織加入裂解液,4 ℃裂解1 h 后,12 000 g,4 ℃離心30 min,取上清,放于-80 ℃冰箱中,每次電泳之前進行蛋白測定,使用蛋白質(zhì)聚丙烯酰胺凝膠電泳,轉(zhuǎn)膜,封閉,然后進行一抗、二抗反應,最后再進行顯色反應和凝膠圖象分析。
1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 21.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理,計量資料使用(±s)表示,組間比較采用t檢驗,多組間比較采用單因素方差分析,相關性采用Pearson 線性相關分析,以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 各組microRNA-744 表達比較 燒傷組和愈后組microRNA-744表達量分別為(6.901±1.031)、(7.583±1.067),均高于對照組的(4.671±1.012),差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
2.2 各組PRKACA 和FGF2 表達量比較 燒傷組和愈后組PRKACA 表達水平低于對照組,且愈后組低于燒傷組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);燒傷組和愈后組FGF2 表達水平高于對照組,且愈后組高于燒傷組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表1。
表1 各組PRKACA 和FGF2 表達量比較(±s,ng/ml)
表1 各組PRKACA 和FGF2 表達量比較(±s,ng/ml)
2.3 各組PRKACA 和FGF2 蛋白表達量比較 燒傷組和愈后組PRKACA 蛋白表達低于對照組,且愈后組低于燒傷組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);燒傷組和愈后組FGF2 蛋白表達高于對照組,且愈后組高于燒傷組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見圖2、圖3、表2。
圖2 各組PRKACA 蛋白表達量比較(表達量范圍0.5~1.3)
圖3 各組FGF2 蛋白表達量比較(表達量范圍0.4~1.2)
表2 各組PRKACA 和FGF2 蛋白表達量比較(±s)
表2 各組PRKACA 和FGF2 蛋白表達量比較(±s)
2.4 MicroRNA -744 和 PRKACA、FGF2的關系Pearson 相關性分析顯示,microRNA-744 和PRKACA 呈負相關(r=-0.821,P<0.05),與FGF2 呈正相關(r=0.773,P<0.05)。
MicroRNA 是參與基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控非常重要的非編碼RNA,且其可間接影響相關蛋白質(zhì)表達[10]。目前,已經(jīng)有很多研究表明[11],microRNA 與燒傷的分子調(diào)控機制密切相關,大多數(shù)microRNA 有抑制相關蛋白質(zhì)表達的作用,但是microRNA-744 在皮膚燒傷愈后瘢痕形成中的具體分子機制仍尚未明確。
FGF2 是一種多功能蛋白,在傷口愈合、組織修復和再生中具有重要作用。這種治療性蛋白質(zhì)廣泛用于燒傷治療,因為其可刺激細胞增殖和分化、血管生成和細胞外基質(zhì)重塑[12]。本研究結果發(fā)現(xiàn),燒傷組和愈后組microRNA-744 表達量高于對照組(P<0.05);燒傷組和愈后組PRKACA 表達水平及蛋白表達低于對照組,且愈后組低于燒傷組(P<0.05);燒傷組和愈后組FGF2 表達水平及蛋白表達高于對照組,且愈后組高于燒傷組(P<0.05);Pearson 相關性分析顯示,microRNA-744 和PRKACA 呈負相關(P<0.05),與FGF2 呈正相關(P<0.05),提示microRNA-744 表達可以通過抑制PRKACA 間接促進FGF2的表達,且在燒傷及愈后的發(fā)生發(fā)展中,microRNA-744的先降低和再升高導致PRKACA、FGF2 表達量發(fā)生改變,因此在燒傷及愈后發(fā)生發(fā)展中,microRNA-744 可以調(diào)控PRKACA、FGF2 表達,進而可以作為預測燒傷輕重程度及愈后發(fā)展的分子指標。
綜上所述,microRNA-744 通過影響PRKACA和FGF2 含量變化,從而從分子水平實現(xiàn)影響調(diào)控燒傷及愈后發(fā)生發(fā)展的作用。