持续静压力环境下MC3T3-E1细胞的基因测序分析

作者：宋志靖; 张浩令; 蒋宇航; 王凯; 宁浩驰; 裴雪冬; 陈海亮; 宋敏; 王薇^*

来源：重庆医科大学学报, 2022, 47(05): 529-537.

DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.002851

• MC3T3-E1细胞
• 持续静压力
• 基因测序
• 骨质疏松症

目的：通过对持续静压力环境下MC3T3-E1细胞的基因测序，筛选出Hub基因并分析其与骨质疏松症相关性。方法 ：采用MTT检测细胞增殖和免疫荧光检测细胞骨架蛋白，筛选出最佳实验条件。用TRIzol法提取RNA与基因测序，通过Mfuzz聚类、富集分析、GSVA分析，利用NCBI GEO数据库、Genecards数据库、molecular signatures database数据库，分析对比持续静压力环境下MC3T3-E1细胞差异表达基因，筛选Hub基因，对比分析其与骨质疏松症信号通路关联的分子学机制。结果：在持续静压力环境下，MC3T3-E1细胞增殖显著降低，在1.0 MPa处理8 h和0.5 MPa处理24 h细胞模型组的细胞骨架中，微管蛋白和肌动蛋白的抑制作用显著。通过空白组与模型组基因测序对比后发现29 164个差异基因，其中14 489个上调、14 675个下调。这些差异基因涉及1 658个GO功能，包括1 096 GO＿BP（生物过程），255 GO＿CC（细胞组分），307 GO＿MF（分子功能），MC3T3-E1细胞在持续静压力作用下受到差异基因调控的信号转导通路有305个。最后筛选出的Hub基因为BTK、CSF1R、MATK、NOS1、PDGFRB，骨质疏松症中MATK表达显著（P<0.05），与5个核心基因相对应的AUC曲线下面积为BTK(0.900)、CSF1R(0.850)、MATK(0.950)、NOS1(0.650)、PDGFRB(0.800)。通过对5个核心基因进行GSVA分析，得出MATK涉及3个关键信号传导途径：INFLAMMATORY-RESPONSE、HEDGEHOG-SIGNALING和KRAS-SIGNALING-DN。结论：持续静压力可降低MC3T3-E1细胞增殖活性，并降低细胞骨架中微管蛋白和肌动蛋白表达；MATK可能作为持续静压力环境下调控MC3T3-E1细胞成骨基因，并与骨质疏松症3个关键信号传导途径相关。

• 单位
  公共卫生学院; 甘肃中医药大学