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目的通过在SD大鼠C5左背外侧椎板与硬膜之间的腔隙置入聚氨酯胶片制备稳定的慢性脊髓损伤(Chronic Spinal Cord Injury,CSCI)模型,利用微阵列测序技术获取CSCI后的lnc RNA差异表达谱,以期发现涉及CSCI的关键lnc RNA,从转录水平揭示CSCI的内在发病机理,为CSCI的诊治提供新的理论基础及策略。方法将32只SD大鼠随机分入CSCI或CON组,CSCI组大鼠行C6左侧椎板切除术后,于C5左背外侧椎板与硬膜之间的腔隙置入聚氨酯胶片,利用聚氨酯胶片渐进性吸水膨胀的特性模拟CSCI脊髓受压过程制备CSCI模型;CON组大鼠仅行C6左侧椎板切除术,不置入聚氨酯胶片。术后每天使用BBB运动评定量表对两组大鼠行运动功能评估并记录,术后第28天行颈椎MRI检查后取C5节段脊髓组织行微阵列测序分析,利用q RT-PCR技术对该高通量结果进行验证。最后,充分利用主流生物信息学分析技术对典型差异表达lnc RNA进行深度挖掘,构建一条ce RNA通路并行q RT-PCR初步验证。结果BBB评分示:CSCI组表现为术后前几天明显降低至16分左右后逐渐提升,术后约第7天达到17.5分左右后基本维持在该水平上下;然而,CON组除术后第1天轻微降低外基本稳定维持在20.5分水平上下。两组各时间点BBB评分均有显著差异,统计学意义明显(P<0.05)。MRI示:CSCI组聚氨酯胶片吸水膨大并稳定位于C5脊髓左侧,与CON组C5脊髓在T2加权横断面信号无明显改变相比,CSCI组C5脊髓在左侧被显著压缩,且在T2加权横断面及T1、T2加权矢状面表现出显著低信号。两组脊髓均未见水肿、出血等异常信号。微阵列测序示:总计发现68842个RNAs,分别为lncRNA 28724个、mRNA24753个、pre-mi RNA 15365个。其中,差异表达RNA共计2746个。与CON组相比,CSCI组中1266个lnc RNAs(738个上调,528个下调)、847个m RNAs(487个上调,360个下调)和633个pre-mi RNAs(383个上调,250个下调)显著改变(P<0.05)。其中,17个lnc RNAs(13个上调,4个下调)、18个m RNAs(13个上调,5个下调)和10个pre-mi RNAs(7个上调,3个下调)差异表达倍数大于2倍。此外,这些差异表达的lnc RNA及m RNA广泛分布在大鼠所有染色体上。生物信息学分析示:GO富集分析结果显示,CSCI组中上调基因最显著富集的分子功能是cysteine-type endopeptidase activity involved in apoptotic process,identical protein binding,double-stranded RNA binding,GTPase activity和TAP1binding;细胞组分是extracellular matrix,extracellular space,proteinaceous extracellular matrix,AIM2 inflammasome complex和cytosol;生物学过程是cellular response to interferon-beta,defense response to virus response to virus,innate immune response和response to lipopolysaccharide。CSCI组中下调基因最显著富集的分子功能是olfactory receptor activity,fibroblast growth factor receptor binding,growth factor activity,G-protein coupled receptor activity和bombesin receptor activity;细胞组分是integral component of membrane,plasma membrane,Z disc和perinuclear region of cytoplasm;生物学过程是detection of chemical stimulus involved in sensory perception of smell,G-protein coupled receptor signaling pathway,bombesin receptor signaling pathway,localization within membrane和regulation of sprouting angiogenesis。KEGG通路富集分析结果表明,CSCI组中上调基因参与的最主要通路包括NOD-like receptor signaling pathway,Herpes simplex infection,TNF signaling pathway,Influenza A和Measles;下调基因参与的最主要通路包括Olfactory transduction,Melanoma,Steroid biosynthesis,Sphingolipid metabolism和Cytokine-cytokine receptor interaction。此外,进一步的通路分类发现高级分类主要包括Human Diseases,Organismal Systems,Environmental Information Processing,Cellular Processes和Metabolism;中级分类主要包括Infectious diseases,Immune system,Immune diseases,Cancers和Signal transduction。通过计算得到的相关系数值,我们最终构建了基于519个差异表达的lnc RNAs和562个差异表达的m RNAs的共表达网络,总计得到787个正相关共表达lnc RNA-m RNA对和740个负相关共表达lnc RNA-m RNA对。其中,787个正相关共表达lnc RNA-m RNA对由344个差异表达的lnc RNAs和433个差异表达的m RNAs构成;而740个负相关共表达lnc RNA-m RNA对涉及321个差异表达的lnc RNAs和388个差异表达的m RNAs。此外,1527个lnc RNA-m RNA对中102对(6.68%)位于相同的染色体,余下的1425对(93.32%)位于不同的染色体上。通过微阵列测序结果及生物信息学分析,结合q RT-PCR初步验证,我们获得了一条与CSCI相关的ce RNA通路:lnc RNA6032/mi R-330-3p/Col6a1。q RT-PCR示:CSCI与CON组q RT-PCR的结果变化与微阵列测序的结果具有高度一致性。此外,相较于CON组,lnc RNA6032及Col6a1在CSCI组表达水平更高;而mi R-330-3p的水平则相对较低。结论1.聚氨酯胶片压迫法制备的大鼠CSCI模型经BBB行为学评价及MRI影像学证实是有效的,可以用于CSCI相关实验研究。2.CSCI后基因组会发生显著改变,就本实验而言CSCI后大鼠lnc RNA、m RNA及pre-mi RNA表达谱发生了显著改变。3.微阵列测序技术为研究CSCI的诊断、治疗和预后提供了新的机会。4.生物信息学技术可使用基于网络的功能分析工具处理大量数据集,并生成用于搜索信号通路的基因网络,以实现CSCI后转录变化的系统级分析,促进我们对lncRNA调节的理解。5.Lnc RNA可在转录水平进一步阐明CSCI的分子发病机制和调控机制,为CSCI的诊治及分子靶标药物研发提供新的理论基础及策略。6.q RT-PCR结果证实微阵列测序的数据是可靠的,同时初步表明lnc RNA6032可能通过竞争性结合mi R-330-3p上调Col6a1表达水平,从而在CSCI过程中发挥重要作用。7.需要进一步研究以充分了解并明确lncRNA在CSCI及其修复中的功能作用,并积极开发基于lnc RNA的疗法以改善神经再生。