嚴重燒傷大鼠早期骨骼肌中miRNAs表達譜數據基因功能分析

張海軍，郝岱峰，柴家科，郁永輝

嚴重燒傷大鼠早期骨骼肌中miRNAs表達譜數據基因功能分析

張海軍，郝岱峰，柴家科，郁永輝

[關鍵詞]燒傷；脛骨前肌；基因功能

嚴重燒傷后高代謝表現為骨骼肌消耗，其中脛骨前肌消耗較為明顯，蛋白水平、基因水平和信號通路方面的進一步研究證實：泛素-蛋白酶體介導的蛋白降解、骨骼肌細胞凋亡、內質網應激等是燒傷后骨骼肌消耗的重要原因[1-4]。但略顯不足的是，對非編碼RNA的表觀遺傳學上游調控方面的機制尚未進行深入研究[5]。筆者之前利用芯片篩查技術，發現嚴重燒傷大鼠早期脛骨前肌中microRNA表達水平明顯改變[6]。本研究擬通過基因功能分析方法，發現差異microRNA參與調控機制的可能方向，為進一步研究表觀遺傳調控機制提供理論依據。現報道如下。

1材料與方法

1.1數據來源采用丹麥鎖核苷酸技術Exiqon miRCURYTMLNA microRNA芯片檢測嚴重燒傷大鼠早期脛骨前肌miRNA表達譜變化，部分實驗結果已發表[6]。數據顯示嚴重燒傷大鼠與正常大鼠相比表達下調的miRNA有65種，其中mir-628、mir-190b-5p、mir-30d-3p、mir-1-3p、mir-22-3p、mir-30a-5p、mir-133a-3p、mir-206-3p等差異明顯且相關性較高，本研究擬對部分miRNA進行基因功能分析。

1.2基因功能分析對差異基因分類結果進行基于離散分布的顯著性分析、誤判率分析、富集度分析，得出與實驗目的有顯著聯系的、低誤判率的、靶向性的基因功能分類，該分類即導致樣本性狀差異的最重要的功能差別。通過該分析有可能找到導致性狀變化的重要功能，并且找到該功能所對應的基因[7-9]。

2結果

選取部分miRNA進行miRNA-GO Network網絡分析，見圖1，所示淺紅色節點代表miRNA，淺藍色節點代表各類功能。圖中所見：從單一microRNA來看，mir-30a-5p參與調控的生物功能最多，包括生物調節等13種生物功能， mir-22-3p最少，僅參與調節代謝過程；從功能上來看，生物調節和代謝過程這2種生物功能受到多種microRNA調控，調控機制較為復雜。(1)經過GO分析顯示，參與代謝過程相關的miRNA包括6種：mir-30d-3p、mir-206-3p、mir-190b-5p、mir-133a-3p、mir-22-3p、mir-30a-5p，表明有多種miRNA參與了代謝過程這一重要功能，顯示出大鼠嚴重燙傷后脛骨前肌代謝方面的可能改變。(2)GO分析顯示，參與生物調節的miRNA包括5種：mir-30d-3p、mir-190b-5p、mir-133a-3p、mir-30a-5p、mir-628，表明有多種miRNA參與了生物調節這一重要功能，顯示出大鼠嚴重燙傷后脛骨前肌生物調節功能方面的可能改變。

3討論

骨骼肌占機體細胞干重50%以上，是機體最大的氮庫，也是受高分解代謝影響最大的器官。嚴重燒傷后骨骼肌蛋白高分解代謝引起的骨骼肌萎縮將導致機體免疫力下降，感染率增加，創面愈合延遲，甚至引起各種并發癥導致生命危險，這些都嚴重影響著患者的生存質量和疾病的預后，是目前燒傷外科亟待解決的突出難題[10-11]。

對嚴重燒傷后骨骼肌泛素-蛋白酶體途徑介導的肌纖維蛋白降解、肌細胞凋亡以及死亡受體通路、線粒體通路及內質網應激介導的凋亡通路、肌細胞凋亡和肌纖維蛋白降解的相互關系，有人已經做了較為深入的研究[12]，但是非編碼RNA在燒傷后早期骨骼肌消耗中的作用及其機制尚未進行過探討。

目前的研究發現，microRNA在骨骼肌代謝疾病的發生與發展中起到一定作用，其中miR-1、miR-133a和miR-206是骨骼肌中特異性表達的miRNAs，已證實其與骨骼肌發育有關聯。有學者應用原位雜交和半定量PCR技術檢測肌肉中miRNAs表達，并在C2C12細胞肌肉分化過程中分析它們的時間和空間表達形式；在心臟毒素導致TA肌肉損傷中檢測骨骼肌降解和再生的影響。結果發現，新合成的肌管中miR-206表達顯著增加，可能提示其參與了骨骼肌再生和成熟過程[5]。

利用現有的芯片篩查數據[6]，通過GO分析顯示microRNA研究功能的主要方向[13-14]。由此，初步探明了部分差異表達microRNAs廣泛參與了代謝及生物調節等過程，但具體機制尚不清楚，但卻為下一步深入研究差異表達的microRNAs參與嚴重燒傷大鼠脛骨前肌代謝中的機制提供了理論依據。

注：淺紅色節點代表miRNA，淺藍色節點代表各類功能，節點越大，參與的功能越多，受調控的miRNA越多圖1　miRNA-GO Network網絡分析圖

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(本文編輯：張陣陣)

[基金項目]全軍后勤科技重點專項(BWS14J48、BWS14J49)

[作者單位]100048北京，解放軍總醫院第一附屬醫院全軍燒傷研究所

[中圖分類號]R644

[文獻標識碼]B[DOI]10.3969/j.issn.1009-0754.2016.03.012

(收稿日期：2015-10-01)

·基礎醫學··短篇論著·