坐骨神经损伤大鼠背根神经节基因表达与机械痛阈的相关性-神经解剖学杂志

坐骨神经损伤大鼠背根神经节基因表达与机械痛阈的相关性

单位：1.空军军医大学基础医学院人体解剖与组织胚胎学教研室2.西北大学生命科学院3.西北工业大学医学研究院

分类号：

出版年·卷·期（页码）：2023·39·第一期（31-38）

摘要：

目的:基于生物信息学方法观察大鼠坐骨神经损伤(SNI)模型构建后1、4、7及14 d背根神经节(DRG)中核心差异分子的表达改变并分析与机械性痛阈的相关性。方法:下载GEO数据库中已构建的SNI模型大鼠的DRG基因数据集(GSE30165),应用生物信息学方法筛选DRG中的差异表达基因，将SNI不同时间点的差异基因进行共交集处理后通过STRING数据库分析蛋白质互作(PPI)网络的中心节点蛋白。使用Cytoscape软件对中心节点分子进行最大集团中心度(MCC)、边缘渗出组件(EPC)、度数(degree)、发散性(radiality)及紧密度(closeness)等拓扑分析法评分，并共交集出关键节点分子，分析每个关键节点分子不同时间点的表达量与机械性痛阈的相关性。结果:数据质控和标准化后，PCA结果显示组间区分较好，火山图结果显示，与对照组相比，SNI后1、4、7及14 d分别有2166、2590、3557及6369个差异基因被筛选，其中上调基因分别为1493、1524、1962及3277个，下调基因分别为673、1066、1595及3092个。SNI后1、4、7及14 d的上调和下调基因进行共交集处理，获取SNI后不同时间点的共同上调基因188个，共同下调基因98个。GO富集结果显示上调基因主要参与炎症反应、细胞凋亡及细胞分化过程，富集于胞浆及细胞间隙，介导蛋白质同源二聚体的活化、细胞因子以及激素活力。KEGG富集结果显示上调基因主要涉及MAPK信号通路、神经活性配体-受体的相互作用以及细胞因子-细胞因子受体相互作用等。MCC、EPC、Degree、Radiality及Closeness算法评分结果显示，白细胞介素-6(IL-6)、转录激活因子3(ATF3)、碱性成纤维细胞生长因子(FGF2)、基质金属蛋白酶3(MMP3)、Janus激酶2(JAK2)及胱天蛋白酶3(CASP3)共6个基因为所获得的核心差异基因。行为学结果显示，与对照组相比，SNI后1 d(P<0.01)、4 d(P<0.001)、7 d(P<0.001)及14 d(P<0.001)大鼠的机械性疼痛阈值显著降低，差异具有统计学意义。相关性分析结果显示ATF3(P=0.021)、FGF2(P=0.005)、MMP3(P=0.002)、JAK2(P=0.013)及CASP3(P=0.006)的mRNA水平与机械性疼痛阈值存在显著相关性，未见IL-6与机械性疼痛阈值存在显著相关性(P=0.133)。结论:ATF3、FGF2、MMP3、JAK2及CASP3在SNI诱发的神经病理性疼痛的早期和慢性期阶段均发挥着关键的作用，并且可能与影响细胞因子及经典MAPK信号通路密切相关，深入的分子机制探索仍需进一步的实验验证。

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