基于RNA-seq技术分析慢性间歇性缺氧致认知障碍的机制

作者：黄尹裴; 刘智俐; 汪鑫; 刘恋; 李尧旭; 段君; 张峰; 李兵^*

来源：基因组学与应用生物学, 2023, 42(11): 1235-1246.

DOI：10.13417/j.gab.042.001235

• 慢性间歇性缺氧
• 认知障碍
• RNA测序(RNA-seq)
• lncRNA
• ceRNA网络

慢性间歇性缺氧(chronic intermittent hypoxia, CIH)是阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea syndrome, OSA)的主要病理表现，也是OSA引起认知功能障碍的主要原因。本研究旨在基于RNA测序(RNA sequencing, RNA-seq)技术探索CIH致认知障碍在转录组层面的潜在机制。将24只SD大鼠随机分为对照组和慢性间歇性缺氧组(CIH组)。Y迷宫用于检测CIH对SD大鼠认知功能的影响。行为学测试结束后，提取大鼠海马组织总RNA进行高通量全转录组测序。R软件筛选差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),并获得DElncRNAs (differentially expressed lncRNAs)、 DEmiRNAs (differentially expressed miRNAs)和DEmRNAs (differentially expressed mRNAs)。基于竞争性内源RNA(competitive endogenous RNA, ceRNA)理论，用生物信息数据库RNAhybrid、 miRanda和TargetScan预测lncRNA-miRNA相互作用对和miRNA-mRNA相互作用对。用Cytoscape构建特异性ceRNA网络。RT-qPCR和Western blot在非测序大鼠海马组织中验证测序结果。Y迷宫结果表明CIH损害大鼠的空间参考学习和记忆能力。RNA-seq筛选出4个DElncRNAs、 89个DEmiRNAs和774个DEmRNAs。基于基因间相互作用，成功构建由3个DElncRNAs介导的ceRNA调控网络。GO和KEGG富集分析结果提示ceRNA网络和神经元突触活性相关。RT-qPCR和Western blot结果表明关键DEGs表达改变和RNA测序结果基本一致。本研究探讨了关键lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA调控轴在CIH致认知障碍中潜在的生物学功能，为进一步阐明CIH致认知障碍分子机制提供了新见解。

• 单位
  重庆医科大学附属第一医院; 重庆医科大学