肝纤维化相关mRNA差异表达分析

肝纤维化相关mRNA差异表达分析

李明明王源张海东王梅梅章广玲

李明明王源张海东王梅梅章广玲

（华北理工大学；河北唐山063000）

摘要目的探讨与肝纤维化相关差异表达mRNA在发病机制中的作用。方法1构建胆汁淤积性肝纤维化化动物模型，分为胆管结扎模型组、只开腹不结扎对照组以及胆管结扎并且赖氨大黄酸(RHL)治疗的赖氨大黄酸组。2应用芯片技术分别检测模型组组与对照差异表达的mＲNA、赖氨大黄酸组与模型组差异表达的mＲNA。3对差异表达mRNA进行整合分析，确定对肝纤维化有影响的差异表达的mＲNA。4应用MoleculeAnnotationSystem（MAS）软件对差异表达mRNA进行GO和KEGG分析。结果1模型组与对照组相比，635个基因表达上调，366个基因表达下；赖氨大黄酸组与模型组相比，59个基因表达上调，43个基因表达下调。2重合分析共43个差异表达的mRNA。3GO分析显示43个差异表达的mRNA主要在细胞质和细胞器参与结合、分子调节器、代谢调节过程等功能。4KEGG分析显示43个差异表达的mRNA主要PPAR信号通路、代谢途径、脂肪细胞因子信号通路等信号传导通路。结论差异表达的mRNA可能影响肝纤维化进程。

关键词：肝纤维化；mRNA;差异表达

肝纤维化作为一种的疾病严重威胁着人的健康，几乎是所有慢性肝损伤发生的病理过程，最终可能导致肝硬化、肝细胞癌甚至死亡[1]。局部炎症反应的形成、肝星状细胞的活化、胞外基质堆积都会造成肝纤维化[2-3]。因此如何合理、有效的缓解肝纤维化的进程成为越来越多研究学者关注的焦点。近年来的研究发现，mRNA通过调控肝星状细胞活化、细胞外基质成分等作用广泛影响肝纤维化进程。本论文通过基因芯片分析模型组别与对照组以及赖氨大黄酸组与模型组差异表达的mＲNA3，进行整合型分析。同时，对差异表达的基因进行GO功能与KEGG通路分析，以期在mRNA角度为肝纤维化的研究提供新的思路。

1.材料和方法

1.1材料

健康雄性SD大鼠购自北京斯备福动物中心，体重控制在200~230g。赖氨大黄酸以赖氨酸与大黄酸按1.5：1比例配制，纯度为98%。

1.2方法

1.2.1胆汁淤积性肝纤维化模型建立

模型组、RHL治疗组大鼠进行手术造模采用结扎胆总管的方法，对照组大鼠只开腹不结扎。药物使用方案为：RHL组大鼠每天灌胃适量35mg·kg-1RHL，对照组和模型组大鼠灌胃等量生理盐水。灌胃时间为2周。

1.2.2样本采集

用药2周采集样本。用生理盐水反复清洗肝脏组织，纵切留取1~2mm厚的肝组织，液氮或者-80℃冰箱保存。

1.2.3mRNA芯片分析

AgilentmRNA表达谱由北京博奥晶典生物技术有限公司进行分析。使用FeatureExtraction软件转化图像信号为数字信号，使用GeneSpring软件对数据进行归一化。差异表达基因筛选标准:FC(abs)＞2.0，且P＜0.05，筛选出差异表达mRNA。

1.2.4G0、KEGGPathway分析

使用MAS系统，对差异的mRNA进行G0功能、KEGGPathway分析。

2结果

2.1各组mRNA的差异表达。

BDL性肝纤维化模型组与对照组相比，mRNA芯片筛选出1001个差异表达的mRNA，其中635个表达上调，366个表达下调。RHL治疗组与BDL性肝纤维化模型组相比，mRNA芯片筛选出102个差异表达的mRNA，其中59个表达上调，43个表达下调，。

2.2各组差异表达的mRNA重合性分析

对BDL性肝纤维化模型与对照组相比1001个差异表达的mRNA和RHL治疗组与BDL性肝纤维化模型组相比102个差异表达的mRNA进行重合性分析，筛选出43个差异表达的mRNA，如图1。

2.3GO功能分析

把筛选出的43个mＲNA靶基因在MAS系统中进行GO功能分析。发现差异表达的mRNA主要参与的GO功能，如图2。

讨论

肝纤维化作为肝脏疾病最常见病理特征，炎症和细胞外基质（ECM）成分的过度积累为主要特征。肝纤维化的关键致病机制是肝星状细胞的活化[4]。活化的肝星状细胞会促进ECM的沉积，从而促进肝纤维化的发展。肝纤维化在早期是可以修复的，如果不及时改善，会导致肝硬化，门静脉高压和肝功能衰竭[5]。分子生物学研究在最近几年高速发展[6-8]。获取与纤维化相关的差异表达基因并发现它们在肝纤维化过程种的作用机制已经成为研究热点[9-10]。本研究共筛选处43个与肝纤维化相关的差异表达的mRNA,通过G0功能与KEGG通路分析，发现这些差异表达的mRNA在细胞质和细胞器参与蛋白结合、信号受体结合、刺激反应、阴离子结合、代谢过程调节、分子功能调节器和小分子结合等多方面功能，以及PPAR信号通路、胆固醇代谢、色氨酸代谢、维生素消化吸收、脂肪酸代谢等多个信号传导通路。因此,这些差异表达mRNA将为肝纤维化的预防和治疗提供新的方向。

参考文献

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[2]黄凤柳,梁健,邓鑫,等.血小板衍生生长因子在肝纤维化中作用机制的研究进展[J].湖南中医杂志,2018,34(3)：199-201.

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[4]ZhaoW,YangA,ChenW,etal.Inhibitionoflysyloxidase-like1(LOXL1)expressionarrestsliverfibrosisprogressionincirrhosisbyreducingelastincrosslinking[J].BiochimicaetBiophysicaActa(BBA)-MolecularBasisofDisease,2018,1864(4PtA):S0925443918300309.

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[7]涂晓丽,文荃,闫军.HBV+肝细胞癌患者lncRNA-mRNA共表达网络分析及作用[J].第三军医大学学报,2018,40(1):37-44.

[8]佚名.口腔鳞状细胞癌外泌体差异表达mRNA生物信息学分析[D].兰州大学,2018.

[9]SongJ,YeA,JiangE,etal.ReconstructionandanalysisoftheaberrantlncRNA‐miRNA‐mRNAnetworkbasedoncompetitiveendogenousRNAinCESC:[J].JournalofCellularBiochemistry,2018,119(8):6665-6673.

[10]DingY,LiuP,ZhangS,etal.ScreeningpathogenicgenesinoralsquamouscellcarcinomabasedonthemRNAexpressionmicroarraydata.[J].InternationalJournalofMolecularMedicine,2018,41(6):3597-3603.

国家自然科学青年基金资助项目（81201281），华北理工大学科学研究基金资助（Z201607）