【摘 要】
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背景和目的:转录组分析可以发现组织差异表达的基因及相关的生物学功能、信号通路富集等情况。能量平衡相关基因（Enho）缺失（敲除）及其编码的Adropin蛋白表达下降与肥胖、胰岛素抵抗、脂质代谢紊乱、糖尿病及冠脉粥样硬化等相关。目前尚不清楚,Enho基因敲除对心肌组织整体转录水平的影响。本研究分析Enho基因敲除小鼠心肌组织转录组变化,以期发现心脏病变新的发病相关机制。方法:本研究基于crispr-
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背景和目的:转录组分析可以发现组织差异表达的基因及相关的生物学功能、信号通路富集等情况。能量平衡相关基因（Enho）缺失（敲除）及其编码的Adropin蛋白表达下降与肥胖、胰岛素抵抗、脂质代谢紊乱、糖尿病及冠脉粥样硬化等相关。目前尚不清楚,Enho基因敲除对心肌组织整体转录水平的影响。本研究分析Enho基因敲除小鼠心肌组织转录组变化,以期发现心脏病变新的发病相关机制。方法:本研究基于crispr-cas9构建C57BL/6背景Enho基因敲除（AdrKO）小鼠模型。分别使用6只AdrKO小鼠和同窝对照野生型小鼠（Control）,取心肌组织,应用转录组测序技术（RNA-seq）,进行转录组测序,分析差异表达基因的相关生物信息学;使用实时荧光定量聚合酶链式反应（q RT-PCR）、免疫组织化学染色等方法对差异表达进行验证。结果:成功获得6只AdrKO小鼠和6只Control小鼠心肌组织转录组数据。根据主成分分析结果,剔除了一个AdrKO组的离群样本,最终共11个样本纳入后续分析。定义差异表达倍数2倍以上（|log2FC|≥1）及校正后显著性p值小于0.05（p adjust<0.05）为显著性差异表达,共获得623个差异表达基因（信使核糖核酸,m RNA）,50个上调,573个下调,下调基因的数目远大于上调基因。在上、下调基因中各随机挑选5个m RNA进行q RT-PCR验证表达量,R2=0.9117证明测序结果可靠。使用i Path3.0对差异表达基因的代谢途径进行可视化分析,结果显示大多数差异基因富集到能量代谢以及脂质代谢通路上。差异表达基因本体（GO）富集显示,下调基因在胶原纤维组织、骨骼系统发育、细胞外基质组织、细胞外结构等富集最显著。从差异表达基因的蛋白互作网络查找出的10个关键基因中有多个与纤维化相关。这10个基因在AdrKO组表达量均显著下调,其中的I型胶原（Col1a1）、III型胶原（Col3a1）以及基质金属蛋白酶组织抑制因子（Timp-1）均与纤维化密切相关。将基因富集分析（GSEA）得到的结果与下调基因的京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集结果排名前20的通路取交集,显示在人类疾病模块存在包括扩张型心肌病在内的3条重复信号通路;在环境信息处理模块存在4条重复信号通路,即细胞外基质受体相互作用、细胞粘附分子、磷脂酰肌醇3-激酶/-丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶信号通路、钙信号通路。对送测序小鼠的心肌组织进行纤维化相关指标验证。q RT-PCR检测及免疫组织化学染色结果显示,与Control组小鼠比较,AdrKO组小鼠心肌组织I型胶原、III型胶原m RNA水平[Col1a1:（1.00±0.11）vs（0.37±0.04）,P<0.05;Col3a1:（1.00±0.14）vs（0.41±0.07）,P<0.05]与蛋白表达[Col I:（38561±4824）vs（24655±2096）,P<0.05;Col III:（25196±1724）vs（15984±1146）,P<0.05]均下调。Masson染色显示,两组心肌组织纤维化程度无明显差异[胶原容积分数:（3.77±0.31）%vs（3.69±0.67）%,p=0.853]。结论:Enho基因可能与心肌纤维化相关,其缺失导致心肌纤维化相关指标下调,进一步研究需要使用心肌纤维化模型进一步揭示上述改变的生物学意义。
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