转录组测序筛选大鼠滑膜炎差异表达基因及秦皮素治疗靶点的体外验证

目的 基于转录组测序分析碘乙酸钠(monosodium iodoacetate,MIA)诱导的膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)大鼠相比于正常组大鼠滑膜组织中的表达差异基因,并初步筛选出秦皮素(fraxetin)治疗滑膜炎的靶点.方法 将SD大鼠分为KOA模型组和对照组,采用MIA膝关节注射法制备大鼠右膝KOA模型.造模4周后,取各组大鼠右膝滑膜组织进行转录组测序,获得了KOA模型组与对照组大鼠滑膜组织中mRNA差异表达情况,然后进行差异基因表达分析、GO富集分析、KEGG功能富集分析和PPI蛋白网络互作分析.同时将巨噬细胞Raw264.7分为对照组、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)干预组和LPS+60μmol/L秦皮素联合干预组,并采用实时荧光定量PCR法对转录组测序后的差异基因分析结果进行验证.结果 转录组测序后的差异基因表达分析显示,KOA模型组与对照组相比,共有1730个上调基因和1546个下调基因,其中显著上调的基因有mmp12、Acod1、Acan、Col2a1和Atp6v0d2等[|log2(FoldChange)|≥1,校正后P<0.01].KEGG聚类分析和GO聚类分析显示,差异基因主要参与调节炎症及免疫代谢过程,例如三羧酸循环、线粒体功能.LPS干预后的Raw264.7细胞中Acod1与Atp6v0d2显著高表达(P<0.0001),而且相较于LPS干预组,LPS+秦皮素联合干预后的Raw264.7细胞中Atp6v0d2表达水平显著降低(P<0.001).结论 MIA诱导KOA建模后,大鼠膝关节滑膜组织中介导炎症及免疫代谢的巨噬细胞相关基因mmp12、Acod1和Atp6v0D2等高表达,提示KOA的发生、发展过程中可能存在着由滑膜巨噬细胞介导的免疫代谢改变.LPS干预后巨噬细胞Raw264.7中Acod1和Atp6v0d2表达增高可初步证实这一结果.其中Atp6v0D2可能是秦皮素治疗滑膜炎的一个潜在靶点,这为KOA治疗提供了新的思路.