论文部分内容阅读
背景:腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm,AAA)是一种常见且严重的疾病,动脉瘤破裂死亡率高,其特征是进行性腹主动脉扩张。AAA破裂致死率高达85%,但其遗传因素尚未完全确定。因此早期诊断、预防和治疗尤为重要。此外生物信息学在AAA中的应用使得研究其发生发展机制成为可能。通过AAA全长转录组测序,我们旨在阐明AAA的转录组图谱,并通过ONT MinI0N平台进一步揭示其分子机制。基于全长转录组数据,这将有助于我们进一步了解AAA的基因组注释和基因结构。在腹主动脉瘤(AAA)等血管疾病的发展和进展中,平滑肌细胞(SMC)起着非常重要的作用。其病变主要发生在主动脉的腹主段,AAA的病理发生机制包括弹性组织变性、血管平滑肌细胞(VSMC)耗竭和破裂。同时VSMC迁移会激活相关通路,从而导致AAA的发病。EGR2作为一种早期生长反应蛋白,研究发现,EGR2受生长因子调节发挥了重要的抗癌作用,同时也可以通过抑制VSMC的增殖迁移,对糖尿病等心血管疾病发挥重要调控作用。然而对在AAA中的作用还没有报道,本研究致力于探讨EGR2在AAA中的作用机理。先前的研究表明,microRNA(miR)参与多种细胞功能,可作为诊断和治疗AAA的特异靶点。然而,MiRNA在平滑肌细胞中的作用和是否可调控AAA进展的潜在机制仍不清楚。目的:本研究旨在评估miR-150-5p在AAA患者中的表达差异和临床价值,EGR2是否被miR-150-5p调控及其功能与机制,并探讨miR-150-5p对血管平滑肌细胞增殖和迁移的影响,是否在调节AAA的发生和发展中起着重要作用,miR-150-5p是否存在其他的作用靶点,如EPHB2,以及它的调控及其功能与机制。方法:通过AAA全长转录组测序分析鉴定了 AAA的转录组特征,并进一步从基因层面揭示了其可能的分子机制,通过测序结合数据库的方法筛选到EGR2、EPHB2和miR-150-5p,然后通过qRT-PCR、VSMC培养、细胞增殖实验、划痕实验、Transwell分析、RNA下拉分析、建立小鼠AAA模型、细胞转染、MiR-150-5p模拟物和抑制物的构建、H&E染色、免疫组化、Western blot、免疫荧光等实验步骤探讨miR-150-5p通过靶点EGR2/EPHB2调节血管平滑肌细胞和AAA的功能与机制。结果:1,全长转录组测序分析,证明了 ONT方法适合于lncRNAs的鉴定。DETs分析结果显示,两组共有差异表达的转录本有7044个,其中上调的转录本有4278个,2766个转录本下调。2,在 KEGG 分析中,Organismal Systems、Human Diseases 和Environmental Information Processing三个通路是占比最高的前三个类别。总的来说,总共有4071个注释的DET与Human Diseases通路有关,其中显著表达的是感染性疾病,如金黄色葡萄球菌感染、结核病、E-B病毒感染和单纯疱疹病毒感染。共有1684个DET可能参与Organismal Systems相关通路,其中 Fc gamma R-mediated phagocytosis、Natural killer cell mediated cytotoxicity 和 Intestinal immune network for lgA production 是前三大通路。共有 1381 个 DETs 被归类为 Environmental Information Processing通路,其中 PI3K-Akt signaling pathway、NF-kappa B signaling pathway和 Calcium signaling pathway 位居前三位。3,根据上述测序结果,EGR2是差异表达最显著的基因之一。4,MiR-150-5p可以直接与EGR2结合并调节其功能活性,同时miR-150-5p在AAA临床样本中显著高表达。5,MiR-150-5p模拟物促进血管平滑肌增殖和迁移,miR-150-5p抑制剂抑制血管平滑肌细胞增殖和迁移。6,MiR-150-5p也可调控其下游靶点EPHB2。7,MiR-150-5p抑制剂可减轻小鼠AAA模型的进展。总之,与人和小鼠对照组相比,人和小鼠AAA模型中miR-150-5p的表达显著上调。miR-150-5p的过度表达诱导血管平滑肌细胞的增殖和迁移,而抑制其表达则导致相反的结果。基于基因相互作用,EPHB2和EGR2被确定为miRNA-150-5p的直接下游靶点,miR-150-5p抑制剂可减轻小鼠AAA模型的进展。结论引入第三代基于纳米孔的RNA测序来探索AAA的调控机制,从基因层面分析了 RNA对AAA的调控作用。抑制miRNA-150-5p可以通过双靶向EPHB2和EGR2在AAA中发挥保护作用。因此,目前的研究为miRNA-150-5p和AAA的机制提供了更多的见解,并为核酸药物治疗AAA提供了理论基础。