失神经骨骼肌萎缩模型大鼠肌肉组织中microRNA表达谱的差异分析

作者：刘洪文; 李皎; 徐文豪; 聂华; 刘绍江; 徐杰; 尹立^*

来源：中国组织工程研究, 2023, 27(05): 732-737.

• 失神经
• 骨骼肌萎缩
• 高通量测序
• microRNA
• 转化生长因子β1
• Smad3

背景：失神经骨骼肌萎缩尚缺乏较有效的治疗方法，预后差，microRNA在体内的表达谱不清楚。目的：采用高通量测序技术分析失神经支配骨骼肌萎缩大鼠microRNA表达谱及转化生长因子β1/Smad3信号通路的变化，探讨microRNA在骨骼肌萎缩中的作用及其机制。方法：12只SD大鼠随机分为2组，实验组采用坐骨神经截断的方法建立失神经肌萎缩模型，对照组仅暴露坐骨神经后缝合伤口。完整取下大鼠双侧腓肠肌计算肌湿质量比，苏木精-伊红染色观察肌萎缩和纤维化情况并测定肌纤维横截面积；应用Illumina HiSeq 2500测序技术筛查骨骼肌组织中的micro RNA表达谱；结合火山图、层次聚类图、基因本体论、京都基因与基因组百科全书通路分析差异表达基因参与骨骼肌代谢的生物过程；采用实时荧光定量PCR验证候选基因在肌肉组织中的差异表达；Western blot检测转化生长因子β1、p-Smad3蛋白表达。结果与结论：(1)与对照组相比，实验组腓肠肌湿质量比和横截面积明显降低(P <0.001)，造模结果符合预期；(2)两组共筛查到1 249个差异表达的microRNA (P <0.05；|log2 Fold Change|> 0.0)，筛选出显著差异表达的microRNA共14个，其中2个表达上调，12个表达下调；(3)生物学功能和通路分析结果提示，miR-1247-3p、miR-132-5p、miR-21-3p、miR-363-3p、miR-451-5p等具有显著差异表达的microRNAs显著富集于细胞增殖、分化、凋亡等生物过程及转化生长因子β信号通路；(4)实时荧光定量PCR结果显示，miR-21-3p在实验组腓肠肌组织中呈显著低表达(P <0.001)，与测序结果趋势一致；(5)Western blot结果显示，转化生长因子β1、p-Smad3蛋白表达水平较对照组明显升高(P <0.05)；(6)提示microRNA在骨骼肌萎缩生理病理过程中扮演关键角色，miR-21-3p可能通过激活转化生长因子β1/Smad3信号通路的生物活性，进而在骨骼肌细胞代谢中发挥作用。

• 单位
  福建省立医院; 攀枝花市中心医院; 福建医科大学