大鼠肝再生中KLF14、miR-376b-3p及3种circRNA调节启动阶段炎症反应的作用研究

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一般认为,2/3肝切除(partial hepatectomy,PH)诱导的大鼠肝再生(liver regeneration,LR)分为启动(PH后0~6 h)、进展(PH后6~72 h)和终止(PH后72~168 h)三个阶段。其中,炎症反应是LR启动阶段的关键事件之一,相关炎症因子通过调控炎症稳态把炎症反应维持在既可以促进细胞增殖又不引起更严重损伤的合理范围内。研究表明,肝脏再生受包括circRNA(circularRNA,circRNA)在内的多种因子调控,是一种内源性非编码RNA,参与调控了多种生理活动,包括细胞增殖、炎症反应、细胞分化和细胞凋亡等。高通量测序技术具有检测速度快、大规模并行等特点,使研究人员能够快速扩展所需信息,与生物信息学分析相结合可为发掘疾病中的关键分子提供帮助。因此,本文试图通过此方法揭示ceRNA(competing endogenousRNA,ceRNA)对大鼠肝再生启动阶段炎症反应的调节作用。通过对ceRNA进行高通量检测,结果显示,PH后0 h和6 h共检测出13999种circRNA、921种miRNA和13251种mRNA,其中的2843种circRNA、348种miRNA和2479种mRNA发生显著性差异表达。随后,通过查询NCBI网站,同时使用创新性途径分析软件从上述2479种差异表达mRNA中筛选出766种与炎症反应相关的mRNA,并进一步发现了64种属于转录因子的mRNA。用mi Rwalk和Target Scan等网站查询并根据circRNA调节miRNA、miRNA调节mRNA的原则,反向(mRNA→miRNA→circRNA)预测出差异表达的炎症反应相关circRNA、miRNA和mRNA为241、110和766种。在上述众多炎症反应相关的转录因子中,我们用GSEA软件挑选出关键基因KLF14 mRNA,并发现其在PH后6 h高表达并与炎症密切相关。因此,本文以KLF14 mRNA为切入点,深入研究了与miRNA和circRNA调控LR早期炎症稳态的分子机理。首先,使用Cytoscape 3.6.1软件对KLF14 mRNA相关的ceRNA网络进行可视化发现,0 h时KLF14与18种miRNA和99种circRNA形成272种互作;6 h时与39种miRNA和128种circRNA形成406种互作。其次,使用CDB网站和IPA软件查询KLF14下游基因。最后,基于ceRNA综合分析原则,筛选出KLF14 mRNA上游1种miRNA、3个circRNA和KLF14下游2种炎症反应相关基因。研究结果表明,构成的circRNA-miRNA-KLF14 mRNA关键轴进一步调节下游基因表达,进而调控肝细胞炎症反应处于稳态水平。综上,本文研究了circRNA、miRNA和mRNA在大鼠LR启动阶段所涉及的炎症反应中的表达相关性和作用相关性,分析了ceRNA调节炎症反应稳态的分子机理,进一步揭示了大鼠LR的分子机理,为肝脏组织工程提供了理论基础和研究思路。
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