基于转录组测序技术探讨电针对脊髓损伤小鼠的抗炎作用及相关分子机制

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目的:观察电针对脊髓损伤小鼠神经功能及病理形态方面的影响,从基因和生物信息学层面探讨电针对脊髓损伤小鼠抗炎的分子机制。方法:雌性C57BL/6小鼠随机分为假手术组、模型组及电针组,每组30只。采用钳夹法制备小鼠脊髓损伤模型。电针组于造模后3 h电针双侧“足三里”“夹脊穴”,每日1次,连续治疗14 d。采用Basso Mouse Scale(BMS)评分评估小鼠后肢运动功能变化;HE染色法观察脊髓损伤区病理形态学变化;RNA-Seq技术筛选差异基因并进行生物信息学分析;采用qRT-PCR 和Western blot法检测各组差异基因的mRNA表达及相应的蛋白表达。结果:与假手术组相比,模型组中BMS评分降低(P<0.05);HE染色显示脊髓损伤区域结构疏松紊乱,出现空洞,炎性浸润严重,细胞核固缩,神经元坏死;聚类热图显示两组样本之间基因的表达模式差异大;模型组共筛选出565个差异基因(包括545个上调和20个下调);其中与炎性有关的fatty acid binding protein 4 (Fabp4)、adiponectin (Adipoq)、phosphoenolpyruvate carboxykinase 1 (Pck1)的mRNA含量显著升高(P<0.001);Fabp4 、Adipoq、Pck1的蛋白表达显著升高(P<0.05,P<0.01,P<0.001)。与模型组相比,电针组中BMS评分增加(P<0.05);HE染色显示脊髓结构较完整,组织空腔及炎性浸润减少,正常神经元细胞有所增多;聚类热图显示两组样本之间基因的表达模式差异大;电针组共筛选出41个差异基因(包括2个上调和39个下调);Fabp4 、Adipoq、Pck1的mRNA含量显著降低(P<0.01,P<0.001);Fabp4 、Adipoq、Pck1的蛋白表达显著降低(P<0.05);Venn分析获得15个共表达基因(Sham_vs_SCI_up和SCI_vs_EA_down),进行GO功能分类显示共表达差异基因主要分为生物学过程、细胞成分、分子功能这三类;KEGG通路分析显示共表达差异基因主要富集于过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)信号通路、脂肪细胞因子(Adipocytokine)信号通路等。结论:电针能促进脊髓损伤小鼠神经功能的修复,改善炎性浸润,其机制可能与下调炎性因子Fabp4 、Adipoq、Pck1,调控PPAR信号通路、Adipocytokine信号通路密切相关。
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