2018-01-24
期刊：Frontiers in Molecular Neuroscience
研究背景
神经性疼痛（Neuropathic Pain，NP）是由神经系统损伤引起的，与感官代谢通路中的基因表达变化密切相关。近年来，NP患病人数急剧增加。最近的研究表明，ncRNA在神经性疼痛的发病过程中起着至关重要的作用，然而其作用机制尚不清楚。
研究材料：a、12只SD大鼠随机分为CON组和SNI组，每组各6只，其中SNI组进行坐骨神经分支结扎手术。
b、在结扎手术前3h，及术后1、3、7和14天，分别用触痛仪、足底测试仪测试大鼠反应。
C、取术后14天的CON组与SNI组大鼠L4-5脊髓，进行全转录组测序。
研究结果
1. 差异表达ncRNA，mRNA分析
术后14天的SNI组大鼠L4−5 脊髓相较于CON组，共鉴定出144 个差异表达（DE） lncRNAs (15个上调，129个下调)，188个 DE circRNAs(68个上调，120个下调)，12个 DE miRNAs (6 个上调，6 个下调) 。1066个DE mRNAs（531个上调，535个下调）。分别预测DE lncRNAs，circRNAs，miRNAs的靶基因。
2. qRT-PCR验证测序结果
分别取两个lncRNA，circRNAs，miRNAs，mRNAs进行qRT-PCR，结果表明，定量结果与二代测序结果一致。
3. 差异ncRNA功能预测
将差异表达lncRNA，circRNAs，miRNAs的靶基因，以及差异表达lncRNA，miRNAs共有的靶基因，分别进行GO和KEGG富集分析。通过共表达，共位置分析预测的DE lncRNAs靶基因显著富集到发育过程（biological process，BP），细胞膜囊泡（cellular component，CC），结合（molecular function ，MF）等GO terms上；DE miRNAs的靶基因主要富集到定位（BP），具膜细胞器（CC），结合（MF）等GO terms上；DE lncRNA，DE miRNAs共有的靶基因主要富集到发育过程（BP），细胞膜（CC），蛋白结合（MF）等GO terms上。DE lncRNA，DE miRNAs共有的靶基进行KEGG富集分析，结果表明核糖体，PI3K-Akt信号通路等代谢通路显著富集，可能参与到坐骨神经痛发病机理过程。
4. 构建ncRNA与mRNA调控网络
为了进一步分析ncRNA在坐骨神经痛发病机理过程中的作用，基于ceRNA理论，分别以lncRNA，circRNAs为decoy，miRNAs为中心，mRNA为靶序列，构建ceRNA网络。细胞凋亡在BP发病机理过程中起着至关重要的作用，前人研究表明，miR-184参与到细胞凋亡过程。在神经干细胞中，利用双荧光素酶报告系统验证miR-184与LNC_001457，miR-184与rno_circ_0006928的相互作用。结果表明，LNC_001457，rno_circ_0006928发挥海绵作用，降低了荧光素酶活性。另外，差异表达分析表明，miR-184在SNI处理组中下调表达，而LNC_001457，rno_circ_0006928上调表达。
结论与创新
本研究利用SNI模型引起大鼠坐骨神经损伤，通过二代测序鉴定脊髓中的ncRNA。并鉴定差异表达ncRNA的靶基因，构建ceRNA（竞争性内源RNA）调控网络，为神经性疼痛的治疗提供新的药物靶点。
参考文献
Jun Zhou, Qingming Xiong, Hongtao Chen, Chengxiang Yang, Youling Fan Front Mol Neurosci. 2017; 10: 91. Published online 2017 Apr 3. doi: 10.3389/fnmol.2017.00091
