长链非编码RNA在肺纤维化中的表达及其调控机制的初步探讨

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目的:目前特发性肺纤维化发病机制仍不明确,缺乏有效治疗方法。有关肺纤维化发生过程中基因改变的相关研究逐渐增多,并通过相关基因的研究以寻找新的分子治疗靶点。长链非编码RNA作为一类新的非编码RNA,其调控机制及与疾病的关系已成为研究热点。本研究通过观察博莱霉素诱导的大鼠肺纤维化模型中lncRNA表达谱的变化,分析lncRNA的结构特点、与:mRNA的位置序列关系,最终选择lncRNA-MRAK088388以及MRAK081523作为进一步研究对象,探索其在肺纤维化发生中的调控机制。方法:Sprague-Dawley大鼠随机分为对照组及模型组,通过气管内注入BLM法建立肺纤维化动物模型,于28 d时处死大鼠留取肺组织,部分置于液氮冷冻,其余组织进行常规固定-石蜡包埋及戊二醛固定-环氧树脂包埋处理。Masson染色和羟脯氨酸碱水解法检测肺内胶原含量的变化,透射电子显微术观察肺组织超微结构改变;利用lncRNA芯片技术检测对照组及模型组肺组织lncRNAs和mRNAs表达谱的改变,进行GO分析及pathway分析,通过NCBI数据库、UCSC数据库等对lncRNA进行生物信息学分析;筛选差异表达的lncRNA,应用荧光实时定量PCR验证lncRNA及相关miRNA、mRNA的表达;原位杂交技术观察lncRNA细胞定位。结果:结果表明BLM组肺组织成纤维细胞增加,纤维细胞灶形成,胶原纤维含量明显增多,透射电镜下Ⅱ型肺泡上皮细胞减少,肺间质胶原纤维增加;基因芯片显示与对照组相比,28 d BLM组中表达上调的lncRNAs 210个,表达下调的有358个,同时表达上调的mRNAs 415个,下调表达的530个;GO分析及pathway分析发现发生变化的基因在生物学功能上主要涉及免疫反应、细胞分化、细胞骨架等,参与的信号通路主要有细胞因子与细胞因子受体相互作用、趋化因子信号转导通路、JAK/STAT信号通路、PPAR信号通路等;生物信息学分析表明lncRNA与邻近或同源蛋白编码基因之间存在一定的相关性;qRT-PCR显示MRAK088388、MRAK081523、N4bp2、Plxna4在模型组中表达上调,而miR-29及let-7i表达下调。原位杂交观察到MRAK088388、MRAK081523主要位于肺间质细胞的胞质中。结论:利用基因芯片证实肺纤维化发生过程中存在lncRNA及mRNA的表达变化。通过生物信息学分析lncRNA与邻近或同源蛋白编码基因之间的相互关系对预测lncRNA的功能具有重要意义,初步实验结果预测MRAK088388、N4bp2与miR-29以及MRAK081523、Plxna4与let-7i之间可能存在相互作用,为肺纤维化发病机制的研究提供新的方向。
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