2018-01-24
期刊：Frontiers in Molecular Neuroscience
研究背景
神經性疼痛（Neuropathic Pain，NP）是由神經系統損傷引起的，與感官代謝通路中的基因表達變化密切相關。近年來，NP患病人數急劇增加。最近的研究表明，ncRNA在神經性疼痛的發病過程中起著至關重要的作用，然而其作用機制尚不清楚。
研究材料：a、12只SD大鼠隨機分為CON組和SNI組，每組各6只，其中SNI組進行坐骨神經分支結扎手術。
b、在結扎手術前3h，及術后1、3、7和14天，分別用觸痛儀、足底測試儀測試大鼠反應。
C、取術后14天的CON組與SNI組大鼠L4-5脊髓，進行全轉錄組測序。
研究結果
1. 差異表達ncRNA，mRNA分析
術后14天的SNI組大鼠L4?5 脊髓相較于CON組，共鑒定出144 個差異表達（DE） lncRNAs (15個上調，129個下調)，188個 DE circRNAs(68個上調，120個下調)，12個 DE miRNAs (6 個上調，6 個下調) 。1066個DE mRNAs（531個上調，535個下調）。分別預測DE lncRNAs，circRNAs，miRNAs的靶基因。
2. qRT-PCR驗證測序結果
分別取兩個lncRNA，circRNAs，miRNAs，mRNAs進行qRT-PCR，結果表明，定量結果與二代測序結果一致。
3. 差異ncRNA功能預測
將差異表達lncRNA，circRNAs，miRNAs的靶基因，以及差異表達lncRNA，miRNAs共有的靶基因，分別進行GO和KEGG富集分析。通過共表達，共位置分析預測的DE lncRNAs靶基因顯著富集到發育過程（biological process，BP），細胞膜囊泡（cellular component，CC），結合（molecular function ，MF）等GO terms上；DE miRNAs的靶基因主要富集到定位（BP），具膜細胞器（CC），結合（MF）等GO terms上；DE lncRNA，DE miRNAs共有的靶基因主要富集到發育過程（BP），細胞膜（CC），蛋白結合（MF）等GO terms上。DE lncRNA，DE miRNAs共有的靶基進行KEGG富集分析，結果表明核糖體，PI3K-Akt信號通路等代謝通路顯著富集，可能參與到坐骨神經痛發病機理過程。
4. 構建ncRNA與mRNA調控網絡
為了進一步分析ncRNA在坐骨神經痛發病機理過程中的作用，基于ceRNA理論，分別以lncRNA，circRNAs為decoy，miRNAs為中心，mRNA為靶序列，構建ceRNA網絡。細胞凋亡在BP發病機理過程中起著至關重要的作用，前人研究表明，miR-184參與到細胞凋亡過程。在神經干細胞中，利用雙熒光素酶報告系統驗證miR-184與LNC_001457，miR-184與rno_circ_0006928的相互作用。結果表明，LNC_001457，rno_circ_0006928發揮海綿作用，降低了熒光素酶活性。另外，差異表達分析表明，miR-184在SNI處理組中下調表達，而LNC_001457，rno_circ_0006928上調表達。
結論與創新
本研究利用SNI模型引起大鼠坐骨神經損傷，通過二代測序鑒定脊髓中的ncRNA。并鑒定差異表達ncRNA的靶基因，構建ceRNA（競爭性內源RNA）調控網絡，為神經性疼痛的治療提供新的藥物靶點。
參考文獻
Jun Zhou, Qingming Xiong, Hongtao Chen, Chengxiang Yang, Youling Fan Front Mol Neurosci. 2017; 10: 91. Published online 2017 Apr 3. doi: 10.3389/fnmol.2017.00091
