幼羊和成年羊颅骨缝线处硬脑膜组织中差异表达基因的筛选及其生物学功能分析
叶小健1
冯士军1
张春阳1
邵国2
王孟辉1
高岩1
张小璐1
王悦3
寇正雄1
1.内蒙古科技大学包头医学院,内蒙古包头014040;内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院神经外科;包头医学院神经外科疾病研究所(转化医学);内蒙古自治区骨组织再生与损伤修复工程技术中心2.深圳市龙岗区第三人民医院转化医学中心3.内蒙古科技大学包头医学院,内蒙古包头014040
摘要：目的 通过生物信息学方法寻找幼羊和成年羊颅骨缝线处硬脑膜差异表达的基因,分析影响颅骨生长的基因及其对应的信号通路.方法 取6只51日龄幼羊和6只12月龄成年羊顶额缝及矢状缝处硬脑膜标本,进行基因测序.以成年羊为对照组,幼羊为实验组,对结果行表达差异性分析,对差异表达的基因行GO富集分析,再对影响颅骨生长的上调及下调基因集分别行KEGG信号通路富集分析.取冻存的幼羊和成年羊硬脑膜组织,采用荧光定量PCR方法对差异表达最高的前10位基因进行验证.结果 与成年羊相比,幼羊硬脑膜组织中的差异表达基因共765个,其中上调基因417个,下调基因348个.对幼羊与成年羊硬脑膜组织中差异表达上调基因富集后可见骨的矿化这一富集功能,对差异表达下调基因集富集后可见骨的矿化正向调节这一富集功能.在上调基因中,骨的矿化包含15个基因,分别为ENPP1、HIF1A、IBSP、MMP-13、PTN、OMD、COL1A2、BGLAP、FBN2、ASPN、TMEM119、RFLNB、PHOSPHO1、LOX、ISG15;在下调基因中,骨的矿化正向调节包含5个基因,分别为ISG15、OSR1、BMP-4、BMP-6、BMP-7.KEGG信号通路分析显示,骨的矿化相关基因主要涉及PI3K/Akt信号通路,骨的矿化正向调节相关基因主要涉及TGF-β信号通路.在上调基因中选取上调最多的前6位基因COL1A2、MMP13、PHOS-PHO1、IBSP、OMD、PTN和下调基因中下调最多的前2位基因BMP4、BMP6进行荧光定量PCR检测,结果显示同一缝线处幼羊和成年羊上述差异基因表达差异均有统计学意义(P均<0.05).结论 生物信息学分析显示,幼羊和成年羊颅骨缝线处硬脑膜组织中存在大量差异表达的基因,涉及骨的矿化和骨的矿化调节;骨的矿化基因可能通过PI3K/Akt信号通路来促进颅骨的生长,骨形态蛋白基因可能通过TGF-β信号通路来调控缝线的闭合.
关键词：颅骨生长硬脑膜缝线PI3K/Akt信号通路骨形态蛋白TGF-β信号通路颅骨缺损颅缝早闭
分类号：R682.1(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)
资助基金：国家自然科学基金(81960238)国家自然科学基金(82160250)内蒙古自治区自然科学基金项目(2019BS08007)
论文发表日期：2022-01-15
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 42-46,51 )
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