实验研究
RNA测序法比较POAG与非POAG供体眼球小梁网基因表达的差异
中华实验眼科杂志, 2020,38(8) : 646-652. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20191018-00451
摘要
目的

使用RNA测序技术比较原发性开角型青光眼(POAG)与正常人小梁网组织基因表达谱的差异,探讨POAG可能的基因学病因。

方法

实验组小梁网组织来自汕头国际眼科中心行小梁切除术的3例POAG患者,对照组小梁网组织来自汕头眼库的2例非POAG供体眼球。提取2个组小梁网组织RNA进行测序获得基因表达谱,用R软件包edgeR分析实验组与对照组基因表达的差异,用DAVID生物信息分析网站对差异基因进行基因本体(GO)及功能注释聚类分析。采用KOBAS 3.0进行PANTHER富集通路分析,揭示POAG可能的基因学病因。

结果

(1)RNA测序共得到28 821条基因,2个组间有统计学差异的基因22条[错误发现率(FDR)<0.05],其中转录表达上升的基因1条,转录表达下降的基因21条;(2)表达差异的基因功能集中,生物学过程涉及角化、表皮发育、中间丝细胞骨架组织等,细胞成分涉及角蛋白丝、中间丝、细胞外泌体、触珠蛋白-血红蛋白复合体等,分子功能涉及结构分子活性、细胞骨架结构组成等;(3)与差异基因相关的PANTHER富集通路主要包括纤溶酶原激活级联反应、p38 MAPK、氧化应激反应及p53通路等。

结论

角蛋白表达异常、中间丝细胞骨架结构改变、血纤维蛋白溶酶原激活级联反应以及p38 MAPK等通路调控改变引起的小梁网及细胞外基质重塑可能是POAG发病的原因。其中,与发病机制相关的差异基因主要包括细胞骨架相关基因及细胞外基质重塑相关基因,细胞骨架及细胞外基质可作为青光眼治疗的靶组织。

引用本文: 刘丽芳, 曾锦惠, 黄楚开, 等.  RNA测序法比较POAG与非POAG供体眼球小梁网基因表达的差异 [J] . 中华实验眼科杂志, 2020, 38(8) : 646-652. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20191018-00451.
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青光眼是一组以视网膜神经节细胞进行性死亡、视神经萎缩及视野缺损为特征的不可逆性致盲眼病,小梁网的结构改变及功能损伤引起的眼压升高是其已知的危险因素之一,但小梁网损伤确切的分子机制尚不明确。获取小梁网的基因表达信息可拓宽我们对小梁网细胞的功能认知,进而揭示其在眼压调节及青光眼病程进展中的作用。基因芯片法及标记测序法是评估基因转录水平常用的方法,但既往关于此方面的研究主要存在以下不足:(1)研究对象主要采用非青光眼或健康捐献眼、活体动物模型、分离及培养的小梁网组织/细胞体外实验[1,2,3];(2)仅能获得已知基因序列的转录信息,无法识别基因的动态表达[4];(3)小梁网的特异性细胞标志物及基因转录过程尚不明确[5],小梁网或细胞外基质的差异表达及其对眼压的动态调节过程仍无定论[6],原发性开角型青光眼(primary open angle glaucoma,POAG)相关的信号转导通路亟待进一步验证[7]。随着研究的进展,RNA测序法逐渐成为识别基因表达信息的金标准,其不依赖于已有基因序列,可发现未知转录区域及低表达水平的基因,在获取新的序列信息时可对数据进行重新分析,具有高灵敏度、高通量、实验周期短、所需样本量小、花费相对较低等优点[4]。RNA测序法已被应用于青光眼及视神经损伤等相关基础研究中,如青光眼动物模型组织的基因差异表达、成人/胚胎小梁网的基因转录特点、糖皮质激素敏感与糖皮质激素非敏感者小梁网细胞的基因差异表达、青光眼术后结膜组织瘢痕化以及视神经轴突损伤后鼠类视网膜的转录变化等研究中[8,9,10,11,12],但关于人类POAG小梁网组织RNA测序方面的研究仍鲜有报道。本研究拟采用RNA测序法比较POAG与非POAG供体眼球小梁网组织基因表达的差异,探讨POAG可能的基因学病因。

 
 
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