錳致大鼠神經(jīng)元中l(wèi)ncRNA與mRNA表達譜的改變及其生物信息學的分析.pdf

1、目的:檢測原代海馬神經(jīng)元經(jīng)不同濃度錳染毒后其lncRNA及mRNA的表達情況，通過生物信息學的方法分析、預測并初步驗證由哪些基因、lncRNA以及microRNA可能形成ceRNA調(diào)控模型通路，為進一步研究lncRNA在錳致神經(jīng)毒性中的可能作用提供線索。
　　方法:培養(yǎng)SD大鼠的原代海馬神經(jīng)元隨機分成4組，至第4天分別以0、100、400、800μ M濃度的氯化錳溶液染毒24小時，芯片檢測海馬神經(jīng)元中l(wèi)ncRNA以及mRNA的表達

2、情況，使用從聚法分析不同濃度染錳后原代海馬神經(jīng)元中mRNA和lncRNA的總體表達譜;火山圖用于表示篩選出統(tǒng)計學差異大于等于2倍和p小于等于0.05的mRNA和lncRNA差異表達情況;GO分析用于將差異表達的mRNA進行功能歸類注釋;Pathway分析用于研究差異表達mRNA的代謝通路;交叉分析用于找出錳暴露后海馬神經(jīng)元中共同上調(diào)或下調(diào)的mRNA和lncRNA;利用lncRNA與mRNA的共表達網(wǎng)絡(luò)并通過target scan、bla

3、st比對等工具預測可能的ceRNA通路，并通過Q-PCR檢測相應基因、lncRNA及microRNA在不同濃度染錳后的大鼠神經(jīng)元中的表達水平。
　　結(jié)果:
　　(1)芯片測試結(jié)果表明，100μ M組與0μM組相比，表達差異的mRNA共1848個，其中972個上調(diào)，876個下調(diào);表達差異的lncRNA共566個，其中337個上調(diào)，229個下調(diào)（差異均大于2倍且P＜0.05）。400μ M組與0μ M組相比，表達差異的mRNA共

4、3328個，其中1435個上調(diào)，1793個下調(diào);表達差異的lncRNA共1161個，其中589個上調(diào)，572個下調(diào)（差異均大于2倍且P＜0.05）。800μM組與0μM組相比，表達差異的mRNA共4022個，其中1828個上調(diào)，2194個下調(diào);表達差異的lncRNA共1474個，其中839個上調(diào)，635個下調(diào)（差異均大于2倍且P＜0.05）。
　　(2) GO分析結(jié)果表明，差異表達的mRNA參與到生物途徑、細胞定位以及分子功能中;

5、pathway分析結(jié)果表明，100μ M組與0μM組相比，最富集的信號通路是胰島素分泌和細胞周期;400μ M組與0μ M組相比，最富集的信號通路是類風濕性關(guān)節(jié)炎和DNA復制;800μ M組與0μ M組相比，最富集的信號通路是胰島素分泌和DNA復制。
　　(3)交叉分析結(jié)果表明，和0μM組相比，100、400、800μM組海馬神經(jīng)元中共同上調(diào)的有135個lncRNA和373個mRNA，共同下調(diào)的有150個lncRNA和560個mR

6、NA。
　　(4) lncRNA與mRNA共表達分析結(jié)果表明，Pearson相關(guān)系數(shù)達98％以上的共表達相關(guān)組合共9個，選取基因Arsi并使用target scan檢索到與其一致性分值最高的microRNA-125b，通過blast比對及預測工具發(fā)現(xiàn)基因Arsi，microRNA-125b，lncRNA-BC089928三者可能形成ceRNA調(diào)控通路。
　　(5) Q-PCR驗證結(jié)果表明，隨著染錳濃度的升高，基因Arsi與l

7、ncRNA-BC089928的表達顯著下調(diào)，而microRNA-125b的表達則顯著上調(diào)，三者很可能形成ceRNA調(diào)控模型。
　　結(jié)論:不同濃度染錳后的海馬神經(jīng)元中存在不同數(shù)量表達差異的mRNA和lncRNA，并存在一定數(shù)量共同上調(diào)或下調(diào)的mRNA和lncRNA，且lncRNA-BC089928可能通過與microRNA-125b共同調(diào)控基因Arsi形成ceRNA調(diào)控通路，提示lncRNA可能在錳致海馬神經(jīng)元神經(jīng)毒性中發(fā)揮了重要作