基于转录组学测序与生物信息学筛选低氧诱导小鼠肾脏炎症反应的关键基因并验证

摘要

目的 利用转录组学测序与生物信息学挖掘低氧诱导小鼠肾脏炎症反应的关键基因并验证。方法 于海拔4 200 m和海拔400 m分别饲养C57/BL6小鼠，构建高原低氧组和平原常氧组小鼠模型，30 d后无菌取出小鼠肾脏组织，HE染色分析肾脏病理学变化，并测定低氧暴露下小鼠血气分析和肾脏指数改变。然后对高原低氧组和平原常氧组小鼠肾脏组织进行转录组学测序分析，并利用生物信息学技术筛选关键基因，通过实时定量逆转录PCR(RT-qPCR)和Western blotting对关键基因进行验证。结果 HE染色结果显示与平原常氧组比较，高原低氧组小鼠肾小球萎缩，低氧暴露下小鼠血气分析和肾脏指数均下降。转录组学测序分析结果显示，高原低氧组中共有3 007个差异表达基因，其中123个是与炎症相关的差异表达基因（IR-DEGs）。对IR-DEGs进行GO和KEGG富集分析结果显示，在细胞因子-细胞因子受体相互作用、趋化因子等炎症相关信号通路显著富集。对IR-DEGs构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络结果显示，共鉴定出STAT3、TLR7、CD68、NFKBIA、LEP、APOE 6个Hub基因。RT-qPCR检测结果显示，6个Hub基因的mRNA表达均上调，与转录组测序结果一致。Western blotting检测结果显示，CD68、NFKBIA、LEP、TLR7和APOE蛋白表达上调，STAT3表达下调。结论 STAT3、CD68、NFKBIA、LEP、TLR7和APOE是低氧诱导炎症反应的关键基因。低氧环境通过上调机体TLR7、CD68、STAT3、LEP、APOE的表达，诱导小鼠肾脏组织发生炎症反应。

关键词

高原低氧 / 肾脏 / 炎症反应 / 转录组学测序 / 生物信息学