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四氯化碳诱导的急性肝损伤小鼠肝脏差异表达基因筛选及钙离子转运相关基因动态变化分析
- 曹丽丽, 王羚鸿, 额尔德木图, 布仁其其格, 赵林昀, 马春丽, 包玉龙
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2024, 45(6):
1-11.
doi:10.12160/j.issn.1672-5190.2024.06.001
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多维度评价
[目的] 筛选与四氯化碳(CCl4)诱导的肝损伤发生发展相关的基因和关键信号通路,分析肝损伤过程中钙离子(Ca2+)转运相关基因表达的动态变化。[方法] 将30只8周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组和模型组,每组15只。对照组按0.1 mL/(10 g·BW)的剂量单次腹腔注射生理盐水,模型组按0.1 mL/(10 g·BW)的剂量单次腹腔注射CCl4橄榄油混合物(CCl4∶橄榄油=1∶4,V/V),建立CCl4诱导的急性肝损伤模型。在造模后第2、5、7天,采用ELISA法检测模型组小鼠血清中ALT、AST活力,利用HE染色法和Masson染色法观察肝脏组织病理学变化。从对照组(C组)、造模后第2天组(D2组)、造模后第5天组(D5组)各选取3个生物学重复的肝脏组织样本构建cDNA文库进行转录组测序,对获得的转录组测序数据进行组装及功能注释;使用DESeqR包(1.10.0)筛选显著差异表达基因,利用KOBAS软件进行GO功能注释和KEGG通路富集分析,并对涉及的Ca2+信号通路显著差异表达基因进行分析。[结果] 与对照组相比,模型组小鼠肝损伤后第2天血清中ALT、AST活力均极显著(P<0.01)升高。肝损伤后第2天,模型组小鼠肝小叶结构破坏,肝门静脉周围形成大面积坏死与大面积胶原沉积,肝细胞排列紊乱,可见炎性细胞浸润。转录组测序结果显示,D2组与C组相比,差异表达基因总数为6 954个,上调和下调基因分别为3 577个和3 377个;D5组与C组相比,差异表达基因总数为6 028个,上调和下调基因分别为3 202个和2 826个;D5组与D2组相比,差异表达基因总数为6 657个,上调和下调基因分别为3 200个和3 457个;三组之间共有1 462个共同变化的差异表达基因。GO功能富集分析显示,D2组与C组之间差异表达基因富集的GO条目主要涉及代谢、信号转导、Ca2+运输等;D5组与C组之间差异表达基因富集的GO条目主要涉及免疫反应、细胞内信号转导;D5组与D2组之间差异表达基因富集的GO条目主要涉及代谢过程和信号转导调节。KEGG通路富集分析显示,D2组与C组之间差异表达基因主要涉及的信号通路包括过氧化物酶体、脂肪酸降解等;D5组与C组之间差异表达基因主要涉及的信号通路包括趋化因子信号通路、胆固醇代谢等;D5组与D2组之间差异表达基因主要涉及的信号通路包括脂肪酸降解、过氧化物酶体等。与C组相比,D2组的线粒体钙单向转运蛋白基因Mcub和内质网三磷酸肌醇受体3基因Itpr3的表达量急剧上升,D5组的Mcub和电压门控钙通道蛋白基因Cacna1i的表达量急剧上升;与D2组相比,D5组的Cacna1i表达量急剧上升。[结论] CCl4诱导的肝损伤发生前后及肝损伤发生后不同时间,肝脏组织的基因表达特征存在差异,差异表达基因涉及与肝细胞功能相关的多个信号通路;在肝损伤的早期阶段,线粒体迅速介入钙稳态的调控过程,同时,线粒体及细胞膜上的Ca2+通道在后续调节细胞功能中发挥关键作用。