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目的:前期研究结果表明,反式转录因子Nrf2在环境化学物致神经退行性病变中发挥重要作用,本研究应用Nrf2基因敲除小鼠探讨反式转录因子Nrf2相关的miRNA、lncRNA、mRNA表达谱的变化情况,并预测其可能涉及的作用及信号通路,进而探讨反式转录因子Nrf2与miRNA、lncRNA表达谱之间的关系,为进一步研究反式转录因子Nrf2与非编码RNA在环境化学物致神经退行性病变的作用提供基础数据.方法:(1)取Nrf2(+/+)和Nrf2(-/-)ICR小鼠(n=3)中脑黑质组织进行miRNA、lncRNA和mRNA芯片检测,并通过Volcano Plot过滤,确定差异表达的miRNA(差异倍数(FC)≥1.3且p<0.05),lncRNA(FC≥ 1.5且p<0.05),mRNA(FC≥1.5且p<0.05).(2)对差异表达的mRNA进行基因本体(GO)分析和KEGG通路分析.(3)用锁定核苷酸原位杂交(LNA-ISH)和荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)验证miRNA-380-3p,qRT-PCR验证特异lncRNA(NR-030777、uc007nsi.1、AK047865、NR-027648、NR-024257)表达水平(n=3).(4)用CNC相关分析预测特异LncRNA的靶基因,并对其下游靶基因进行GO分析和KEGG通路分析. 结果:(1)与Nrf2(+/+)小鼠相比,Nrf2(-/-)小鼠中有8个miRNA表达谱发生显著改变,其中mmu-miR-128表达下调,mmu-miR-669c、mmu-miR-298、mmu-miR-543 、 mmu-miR-770-5p 、mmu-miR-669b* 、 mmu-miR-7a、mmu-miR-544-5p表达上调;有344个lncRNA表达发生显著改变,其中226个lncRNA表达下调,118个lncRNA表达上调;有202个mRNA的表达发生了显著改变,其中129个mRNA表达下调,73个mRNA表达上调.(2)差异表达的miRNA,lncRNA和mRNA有层次聚类分析的表达模式.(3)mRNA差异表达谱GO分析结果:上调的mRNA参与有丝分裂、核分裂、细胞器裂变等生物学过程,涉及细胞骨架、角蛋白、蛋白复合物等细胞成分,组蛋白激酶活性、结构分子活性、蛋白激酶活性等分子功能;下调的mRNA参与肾小球血管系统的形成、细胞因子刺激应答等生物学过程,涉及胞外区、中心粒等细胞成分,酶抑制剂活性、细胞因子活性、内肽酶抑制剂活性等分子功能.(4)KEGG通路分析结果:上调的mRNA主要涉及P53信号通路、细胞周期、神经胶质瘤等通路;下调的mRAN主要涉及补体及凝血级联反应、细胞因子和细胞因子受体的相互作用、肠道免疫网络的IgA产生的通路.(5) LNA-ISH和qRT-PCR验证miR-380-3p表达情况,在Nrf2(+/+)和Nrf2(-/-)小鼠的表达量无差别,验证结果与表达谱一致.(6)与Nrf2(+/+)小鼠比较,Nrf2(-/-)小鼠NR-030777、uc007nsi.1、AK047865表达上调,NR-027648、NR-024257表达下调,验证结果与表达谱表达趋势大体一致,但在表达谱中NR-024257、uc007nsi.1、NR-027648未见统计学意义,而验证结果中有统计学意义;表达谱中AK047865有统计学意义,而验证结果中未见统计学意义.(7)用CNC相关分析预测到15个共同靶基因(PCC≥0.85),GO分析结果:NR-027648、NR-024257、uc007nsi.1和NR-030777参与氧化还原、蛋白质氨基酸的磷酸化和神经脊细胞分化等;KEGG通路分析结果表明NR-027648、NR-024257、uc007nsi.1和NR-030777参与P450介导外源物质代谢通路、mTOR信号通路和神经胶质瘤RAS/Raf通路调控等.结论:反式转录因子Nrf2变化可引起miRNA、lncRNA和mRNA表达谱的改变,提示miRNA和lncRNA可能在Nrf2/ARE通路调控作用中起到一定的作用,继发改变的mRNA可能涉及细胞周期、蛋白激酶活性调节、细胞因子等调节通路.