探讨铁蓄积小鼠骨量下降与微小RNA(miRNA,miR)差异性表达的关系。
方法12周龄雄性ICR小鼠(n=12)随机分为两组:铁蓄积组(FAC组)及对照组(Con组),分别腹腔注射枸橼酸铁胺(FAC)及等量生理盐水,干预8周后检测血清铁蛋白,微计算机断层扫描技术(Micro-CT)检测小鼠股骨骨量,并分析相关骨结构参数。小鼠全血分离白细胞提取RNA,进行Taqman miRNA芯片检测表达谱差异,实时荧光定量聚合酶链反应(FQ-PCR)检测验证差异miRNA。利用Targetscan及miRDB数据库预测差异miRNA的下游靶基因,并对预测的下游靶基因进行生物信息学分析,包括细胞成分、生物过程、分子功能和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路分析。
结果FAC组干预8周后,血清铁蛋白[(218.2±29.5) μg/L]相较于对照组[(30.6±9.9) μg/L]明显升高(P=0.000)。股骨三维重建示铁蓄积小鼠骨质结构破坏,骨量、骨小梁厚度(Tb.Th)及骨体积分数(BV/TV)显著下降(P=0.001、0.005、0.021),而骨小梁间隙(Tb.Sp)升高(P=0.000)。miRNA芯片结果:初步筛选出20个miRNA表达上调:mmu-miR-29b-3p、mmu-miR-324-3p、mmu-miR-133a-5p、mmu-miR-214-5p、mmu-miR-22-3p、mmu-miR-34a-5p、mmu-miR-31-5p、mmu-miR-143-5p、mmu-miR-423-3p、mmu-miR-223、mmu-miR-155、mmu-miR-106a、mmu-miR-2861、mmu-miR-148a、mmu-miR-96、mmu-miR-449a-5p、mmu-miR-423-5p、mmu-miR-204-5p、mmu-miR-211、mmu-miR-23b及7个miRNA表达下调:mmu-miR-18a-3p、mmu-miR-223-3p、mmu-miR-199a-5p、mmu-miR-196a-5p、mmu-miR-30c-5p、mmu-miR-15b、mmu-miR-130b。其中mmu-miR-423-5p表达差异最为显著,q-PCR验证结果显示miR-423-5p的表达趋势与测序结果一致。Targetscan和miRDB预测并筛选miR-423-5p下游靶基因共91个。生物信息学分析表明miR-423-5p的靶基因在磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)-蛋白激酶B(Akt)、Rap1、Ras及丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路上出现聚集。
结论铁蓄积导致的骨量下降可能与miR-423-5p差异性表达相关。