【摘 要】
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目的:年龄相关性白内障(age-related cataract,ARC)是全球主要的致盲性眼病。随着当今社会人口老龄化程度日益加重,ARC的患病率也逐渐增高,成为我国主要的医疗公共问题之一。环状RNA(circular RNA,circRNA)因其能够参与眼部疾病的多种调节过程而成为目前的研究热点。然而,circRNA在ARC组织中的表达特征,调控作用和功能机制尚不明确。本研究旨在探讨ARC患者
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目的:年龄相关性白内障(age-related cataract,ARC)是全球主要的致盲性眼病。随着当今社会人口老龄化程度日益加重,ARC的患病率也逐渐增高,成为我国主要的医疗公共问题之一。环状RNA(circular RNA,circRNA)因其能够参与眼部疾病的多种调节过程而成为目前的研究热点。然而,circRNA在ARC组织中的表达特征,调控作用和功能机制尚不明确。本研究旨在探讨ARC患者晶状体上皮细胞(lens epithelial cells,LECs)中circRNA表达谱特征,并初步探索差异表达的circRNA作为mi RNA的海绵分子在ARC发病进程中的潜在功能。方法:(1)收集18例(18只眼)在山东第一医科大学附属青岛眼科医院接受白内障超声乳化术联合人工晶体植入手术的ARC患者的晶状体前囊膜组织作为疾病组。收集9例(9只眼)源于眼库的正常捐献者的前囊膜组织作为对照组。(2)对样本进行RNA提取,质控和文库构建,二代高通量测序(Next Generation Sequencing,NGS)获得circRNA数据。(3)设置标准阈值(fold change≥2.0,P-value≤0.05)获得对照组和疾病组之间差异表达的circRNA。对差异circRNA的亲本基因进行GO(Gene Ontology)分析和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路分析。通过star Base,Targetscan以及mi Randa等多种数据库预测circRNA,mi RNA以及m RNA之间的结合位点关系。采用circPrimer1.2软件和UCSC Genome Browser对circRNA的结构以及在基因组中的位置进行注释。(4)通过qRT-PCR验证3个随机挑选的circRNA,3个目标circRNA以及可能参与其功能的mi RNA在ARC组织中的表达情况。采用双荧光素酶报告基因技术验证目标circRNA和mi RNA之间的作用关系。结果:(1)circRNA测序数据显示在ARC组和正常组样本中共获得23,787个候选circRNA。其中,63.3%的circRNA与circBase数据库中已发表与鉴定的circRNA重叠,36.8%的circRNA属于全新发现的circRNA功能候选物。共有466个circRNA在样本间显着差异表达。(2)GO和KEGG功能富集分析结果显示在显著上调表达的circRNA亲本基因中共富集到434项有意义的GO功能条目和14项有意义的KEGG功能条目,其中GO功能条目包括293项生物过程(Biological Process,BP)条目,61项细胞组分(Cell Component,CC)条目以及80项分子功能(Molecular Function,MF)条目。显著下调表达的circRNA亲本基因中共富集到包含114项BP,26项CC以及40项MF在内的的180项GO功能条目以及62项有意义的KEGG功能条目。其中众多功能条目涉及到氧化应激和凋亡相关的信号通路。(3)3个随机挑选的circRNA以及3个功能候选circRNA的表达验证结果显示和测序的结果趋势相符合并且结果具有统计学意义。q RT-PCR结果显示circZNF292与mi R-23b-3p在ARC组织中的表达趋势相反。circRNA-mi RNA靶向作用区域预测和双荧光素酶报告基因实验检测表明circZNF292与mi R-23b-3p相互作用并影响mi R-23b-3p的功能。结论:(1)相较于对照组,circRNA在ARC患者LECs中的表达存在明显变化,显著差异表达的circRNA可能通过多种信号通路(氧化应激损伤,凋亡等相关)在ARC发病中起调控作用。(2)circZNF292可能作为mi R-23b-3p的海绵分子来调节抗氧化基因的表达,这为预防和治疗ARC提供了潜在的作用靶点。
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