脊柱结核椎间盘LncRNA表达差异性分析及潜在诊断标志物筛选

目的:应用表达谱芯片检测脊柱结核(spinal tuberculosis,STB)患者椎间盘中差异表达的长链非编码RNA(long non-coding RNA,LncRNA)及mRNA,并筛选有诊断标志物潜力的LncRNA.方法:从2018年9月～2020年12月于宁夏医科大学附属总医院脊柱骨科就诊的患者中选取STB患者(实验组)及脊柱退变患者(对照组)各28例.收集两组患者病变椎间盘并提取总RNA,两组各挑选3例合格标本通过Arraystar人类LncRNA V5.0版芯片进行检测并进行芯片数据处理计算各RNA的差异倍数(fold change,FC),其中FC≥2的LncRNA及mRNA为差异表达的RNA(P＜0.05).将差异表达的LncRNA邻近的差异表达的mRNA视为cis-靶基因,将LncRNA可能结合的蛋白质视为trans-靶蛋白,并对mRNA、cis-靶基因、trans-靶蛋白进行基因功能注释分析.从差异表达的LncRNA中选取cis-靶基因与STB发病可能相关的LncRNA用剩余各25例标本进行RT-PCR验证,筛选有诊断标志物潜力的LncRNA并进行基因功能注释分析.结果:基于两组间芯片数据的差异共筛选出444个差异表达的LncRNA、186个差异表达的mRNA.基因功能注释分析提示差异表达的LncRNA的cis-靶基因主要参与对转录、翻译、剪接、免疫反应、自然杀伤细胞介导的细胞毒性等生物学过程的调控及信号通路的传递;trans-靶蛋白主要参与对RNA的剪接、加工、转运等基因表达过程的调控;差异表达的mRNA主要参与对转录、翻译、剪接、炎症反应、免疫反应等生物学过程的调控及信号通路的传递.RT-PCR验证发现LINC01128-201、Lnc-DNALI1-205在STB患者中存在明显下调表达,与芯片检测结果一致,且这两个LncRNA可能通过调控ISG15、SNIP1、HES4表达量在STB发病过程中发挥重要作用.结论:STB患者与脊柱退变患者椎间盘的LncRNA及mRNA存在较大的表达差异,其中下调表达的LINC01128-201、Lnc-DNALI1-205可能在STB发病过程中发挥重要作用,且有成为诊断标志物的潜力.