摘要目的:<br> 本课题通过选取12周龄,雄性C57BL/6小鼠胸锁乳突肌构建面颈部周围神经损伤模型,探索颅神经损伤后环状RNA(circular RNA,circRNA)在骨骼肌萎缩纤维化过程中的潜在功能及调控作用,为寻找延缓失神经支配面颈部肌萎缩纤维化新靶点提供新思路。<br> 方法:<br> 1、Masson染色进行骨骼肌形态学观察,采用高通量转录组测序技术(RNA-seq)比较失神经损伤后1周、2周、3周、4周共计4个时间点和对照组小鼠circRNA表达谱,着重分析失神经损伤胸锁乳突肌中circRNA差异表达及特征。<br> 2、构建4组失神经组差异表达circRNA-miRNA(microRNA,微小RNA)网络。利用生物信息学对差异circRNA亲本基因进行GO和KEGG富集分析。<br> 3、免疫荧光法检测失神经骨骼肌中纤维化相关结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)表达情况;然后使用mfuzz软件在测序所得差异表达circRNA中进行时序趋势聚类分析,找到CTGF基因表达趋势一致的circRNA,利用miRanda软件对这些circRNA进行了miRNA结合位点预测,绘制circRNA-miRNA互作网络图。实时荧光定量PCR(real time-PCR,RT-PCR)对差异表达circRNA进行实验验证。<br> 结果:<br> 1、本研究首先通过Masson染色验证骨骼肌纤维化模型造模成功。通过RNA-seq测序技术鉴定总共3090个circRNA,在每个时间点均筛选到差异表达的circRNA。本研究鉴定失神经骨骼肌具有差异性表达的circRNA共1386个,其中上调686个,下调700个,在失神经不同时间有不同差异性表达,与对照组对比,差异表达circRNA在失神经损伤1、2、3、4周上调分别有83个、138个、314个、151个,下调分别有103个、149个、204个、244个。<br> 2、生物信息学分析中基因本体(gene ontology,GO)功能注释分析显示这些差异表达的circRNA在骨骼肌损伤的不同阶段可能具有相应的生物学功能,损伤早期可能与肌损伤、肌肉再生、肌管的形成和发育等功能有关;损伤后期则与肌细胞肥大、肌细胞程序性凋亡等生物学过程密切相关。京都基因和基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析表明失神经损伤早期这些功能可能通过局灶性粘连、cGMP-PKG信号通路、血管平滑肌收缩、MAPK信号通路等发挥调控作用,而在损伤晚期则通过纤维化相关的TGF-β信号通路、Apelin信号通路、FoxO等信号通路发挥调控作用。<br> 3、免疫荧光法检测发现正常小鼠骨骼肌CTGF基本无表达,失神经支配1周时已有CTGF的表达,失神经支配2周CTGF表达明显增加,失神经支配3周、4周表达减弱。时序趋势聚类分析发现mmu_circ_0000372、mmu_circ_0001529、mmu_circ_0014982等是与CTGF基因表达趋势一致的分子;RT-qPCR实验验证其中的mmu_circ_0001529、mmu_circ_0000372在失神经损伤骨骼肌中表达上调,与测序结果一致。<br> 结论:<br> 失神经损伤后circRNA表达谱发生了显著性变化,这些差异表达的circRNA及其潜在的靶分子可能与失神经支配骨骼肌萎缩纤维化的整体进程有关。失神经损伤后mmu_circ_0001529表达上调,其可能通过与miR-30c的作用,促进CTGF表达,调控面颈部颅神经损伤肌萎缩纤维化。<br>
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