RCCS模擬微重力影響小鼠成纖維細(xì)胞lncRNA及UVC輻射后創(chuàng)傷修復(fù)相關(guān)基因蛋白表達(dá)的研究.pdf

1、背景和目的：隨著載人航天工程的飛速發(fā)展，越來越多的宇航員相繼進(jìn)入太空，并且在太空駐留時(shí)間不斷延長(zhǎng)，艙外活動(dòng)日趨增多，宇航員發(fā)生意外創(chuàng)傷和應(yīng)激損傷的幾率相應(yīng)增多。據(jù)研究報(bào)道，長(zhǎng)期航天飛行過程中最常見的創(chuàng)傷為皮膚軟組織傷。皮膚創(chuàng)傷的愈合過程是一個(gè)復(fù)雜而有序的生物學(xué)過程，涉及多種細(xì)胞、細(xì)胞因子和細(xì)胞外基質(zhì)等錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)作用。長(zhǎng)鏈非編碼 RNA（Long non-coding RNA，lncRNA）在表觀遺傳調(diào)控、轉(zhuǎn)錄調(diào)控以及轉(zhuǎn)錄后調(diào)控等方面

2、發(fā)揮重要作用。本實(shí)驗(yàn)研究RCCS模擬微重力對(duì)小鼠成纖維細(xì)胞lncRNA表達(dá)的影響，并探討微重力條件下短波紫外線（ultraviolet C radiation，UVC）輻射對(duì)成纖維細(xì)胞創(chuàng)傷修復(fù)相關(guān)基因蛋白表達(dá)的作用特點(diǎn)，為失重環(huán)境中宇航員皮膚軟組織創(chuàng)傷及愈合的處置提供理論依據(jù)。
　　研究方法：(1)采用 RCCS技術(shù)建立模擬微重力培養(yǎng)體系，購(gòu)置小鼠成纖維細(xì)胞L929細(xì)胞株，將其隨機(jī)分為模擬微重力組（microgravity gro

3、up，MG）和正常重力對(duì)照組（normal gravity group，NG）。采用基因芯片（Agilent Mouse lncRNA，4×180K，Design ID:049801）及高通量測(cè)序技術(shù)，檢測(cè)小鼠成纖維細(xì)胞 lncRNA表達(dá)譜變化。將lncRNA表達(dá)變化倍數(shù)與正常對(duì)照組比較在2倍以上并有顯著差異（P<0.05）的lncRNA確定為差異性表達(dá)lncRNA。(2)針對(duì)課題第一部分獲取的238個(gè)模擬微重力環(huán)境中L929細(xì)胞差異性

4、表達(dá)lncRNA進(jìn)行Cis-/Trans-靶基因GO分析和Pathway分析、lncRNA&mRNA共表達(dá)分析、以及l(fā)ncRNA功能預(yù)測(cè)。(3)將L929細(xì)胞隨機(jī)分為模擬微重力組（microgravity group，MG）、正常重力對(duì)照組（normal gravity group，NG）、微重力+UVC組（microgravity group+UVC，MG+UVC）、正常重力+UVC組（normal gravity group+UVC

5、，NG+UVC），分別培養(yǎng)4 d，照射組細(xì)胞用140μW/cm2劑量UVC照射214 s，總劑量為30 mJ，隨即置原培養(yǎng)器中培養(yǎng)，24 h后收集細(xì)胞，應(yīng)用qRT-PCR和BCA蛋白定量法測(cè)定Caspase-3、Bcl-2、Col-I、Col-III及TGF-β的基因和蛋白濃度。
　　結(jié)果：(1)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠成纖維細(xì)胞 L929在 RCCS模擬微重力環(huán)境下，共有238條差異表達(dá)的lncRNA，其中134條表達(dá)上調(diào)，104條表達(dá)下

6、調(diào)；差異表達(dá)的mRNA共有237條，其中53條表達(dá)上調(diào)，184條表達(dá)下調(diào)。(2)對(duì)模擬微重力環(huán)境中L929細(xì)胞差異性表達(dá)lncRNA進(jìn)行GO分析，顯示與巨噬細(xì)胞分化的負(fù)性調(diào)節(jié)、傷口愈合的負(fù)性調(diào)節(jié)、細(xì)胞連接形成、角質(zhì)細(xì)胞分化調(diào)節(jié)等生物學(xué)過程相關(guān)；Pathway分析顯示與TGF-β信號(hào)通路、維生素消化與吸收、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等信號(hào)通路相關(guān)；lncRNA與轉(zhuǎn)錄因子關(guān)聯(lián)性分析發(fā)現(xiàn)，lncRNA FR382640與轉(zhuǎn)錄因子 Smad4富集顯著性較高

7、，其共表達(dá)的基因數(shù)目為1172個(gè)，lncRNA ENSMUST00000122952與轉(zhuǎn)錄因子MAF和MAFB的富集顯著性較高，共表達(dá)基因數(shù)目達(dá)859個(gè)；功能預(yù)測(cè)分析結(jié)果表明，lncRNA FR148417對(duì)細(xì)胞骨架中的微管組件形成、細(xì)胞內(nèi)吞作用、組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶結(jié)合、調(diào)節(jié)蛋白激酶B信號(hào)通路等生物學(xué)過程中發(fā)揮一定作用，lncRNA FR318458與傷口愈合負(fù)性調(diào)節(jié)、皮脂腺發(fā)育、蛋白多糖結(jié)合等多種生物學(xué)過程相關(guān)。(3)在模擬微重力條件下

8、受到UVC照射后，L929細(xì)胞的Caspase-3基因表達(dá)上調(diào)，而Caspase-3蛋白表達(dá)明顯下調(diào)；Bcl-2蛋白與 Bcl-2基因則呈現(xiàn)同步上調(diào)現(xiàn)象；Col-I mRNA表達(dá)上調(diào)，而 Col-I蛋白表達(dá)有所下降，但依然明顯高于正常重力條件下無論是否受到 UVC照射的Col-I蛋白表達(dá)；Col-III蛋白和基因總體上呈現(xiàn)受抑制狀態(tài)；TGF-β mRNA和蛋白的表達(dá)情況與Col-III極為類似。
　　結(jié)論：小鼠成纖維細(xì)胞的 lnc