严重烧伤大鼠早期骨骼肌中miRNAs表达谱数据基因功能分析

张海军，郝岱峰，柴家科，郁永辉

严重烧伤大鼠早期骨骼肌中miRNAs表达谱数据基因功能分析

张海军，郝岱峰，柴家科，郁永辉

[关键词]烧伤；胫骨前肌；基因功能

严重烧伤后高代谢表现为骨骼肌消耗，其中胫骨前肌消耗较为明显，蛋白水平、基因水平和信号通路方面的进一步研究证实：泛素-蛋白酶体介导的蛋白降解、骨骼肌细胞凋亡、内质网应激等是烧伤后骨骼肌消耗的重要原因[1-4]。但略显不足的是，对非编码RNA的表观遗传学上游调控方面的机制尚未进行深入研究[5]。笔者之前利用芯片筛查技术，发现严重烧伤大鼠早期胫骨前肌中microRNA表达水平明显改变[6]。本研究拟通过基因功能分析方法，发现差异microRNA参与调控机制的可能方向，为进一步研究表观遗传调控机制提供理论依据。现报道如下。

1材料与方法

1.1数据来源采用丹麦锁核苷酸技术Exiqon miRCURYTMLNA microRNA芯片检测严重烧伤大鼠早期胫骨前肌miRNA表达谱变化，部分实验结果已发表[6]。数据显示严重烧伤大鼠与正常大鼠相比表达下调的miRNA有65种，其中mir-628、mir-190b-5p、mir-30d-3p、mir-1-3p、mir-22-3p、mir-30a-5p、mir-133a-3p、mir-206-3p等差异明显且相关性较高，本研究拟对部分miRNA进行基因功能分析。

1.2基因功能分析对差异基因分类结果进行基于离散分布的显著性分析、误判率分析、富集度分析，得出与实验目的有显著联系的、低误判率的、靶向性的基因功能分类，该分类即导致样本性状差异的最重要的功能差别。通过该分析有可能找到导致性状变化的重要功能，并且找到该功能所对应的基因[7-9]。

2结果

选取部分miRNA进行miRNA-GO Network网络分析，见图1，所示浅红色节点代表miRNA，浅蓝色节点代表各类功能。图中所见：从单一microRNA来看，mir-30a-5p参与调控的生物功能最多，包括生物调节等13种生物功能， mir-22-3p最少，仅参与调节代谢过程；从功能上来看，生物调节和代谢过程这2种生物功能受到多种microRNA调控，调控机制较为复杂。(1)经过GO分析显示，参与代谢过程相关的miRNA包括6种：mir-30d-3p、mir-206-3p、mir-190b-5p、mir-133a-3p、mir-22-3p、mir-30a-5p，表明有多种miRNA参与了代谢过程这一重要功能，显示出大鼠严重烫伤后胫骨前肌代谢方面的可能改变。(2)GO分析显示，参与生物调节的miRNA包括5种：mir-30d-3p、mir-190b-5p、mir-133a-3p、mir-30a-5p、mir-628，表明有多种miRNA参与了生物调节这一重要功能，显示出大鼠严重烫伤后胫骨前肌生物调节功能方面的可能改变。

3讨论

骨骼肌占机体细胞干重50%以上，是机体最大的氮库，也是受高分解代谢影响最大的器官。严重烧伤后骨骼肌蛋白高分解代谢引起的骨骼肌萎缩将导致机体免疫力下降，感染率增加，创面愈合延迟，甚至引起各种并发症导致生命危险，这些都严重影响着患者的生存质量和疾病的预后，是目前烧伤外科亟待解决的突出难题[10-11]。

对严重烧伤后骨骼肌泛素-蛋白酶体途径介导的肌纤维蛋白降解、肌细胞凋亡以及死亡受体通路、线粒体通路及内质网应激介导的凋亡通路、肌细胞凋亡和肌纤维蛋白降解的相互关系，有人已经做了较为深入的研究[12]，但是非编码RNA在烧伤后早期骨骼肌消耗中的作用及其机制尚未进行过探讨。

目前的研究发现，microRNA在骨骼肌代谢疾病的发生与发展中起到一定作用，其中miR-1、miR-133a和miR-206是骨骼肌中特异性表达的miRNAs，已证实其与骨骼肌发育有关联。有学者应用原位杂交和半定量PCR技术检测肌肉中miRNAs表达，并在C2C12细胞肌肉分化过程中分析它们的时间和空间表达形式；在心脏毒素导致TA肌肉损伤中检测骨骼肌降解和再生的影响。结果发现，新合成的肌管中miR-206表达显著增加，可能提示其参与了骨骼肌再生和成熟过程[5]。

利用现有的芯片筛查数据[6]，通过GO分析显示microRNA研究功能的主要方向[13-14]。由此，初步探明了部分差异表达microRNAs广泛参与了代谢及生物调节等过程，但具体机制尚不清楚，但却为下一步深入研究差异表达的microRNAs参与严重烧伤大鼠胫骨前肌代谢中的机制提供了理论依据。

注：浅红色节点代表miRNA，浅蓝色节点代表各类功能，节点越大，参与的功能越多，受调控的miRNA越多图1　miRNA-GO Network网络分析图

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(本文编辑：张阵阵)

[基金项目]全军后勤科技重点专项(BWS14J48、BWS14J49)

[作者单位]100048北京，解放军总医院第一附属医院全军烧伤研究所

[中图分类号]R644

[文献标识码]B[DOI]10.3969/j.issn.1009-0754.2016.03.012

(收稿日期：2015-10-01)

·基础医学··短篇论著·