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

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5(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)、.IAK2(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.

关键词：坐骨神经损伤、背根神经节、生物信息学、机械性痛阈、相关性、大鼠

所属期刊栏目：39

分类号：R318;R739.4;R977.6

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：31-38