基于转录组数据探究MEF2D在癫痫中的作用机制

摘要

目的 探究肌细胞增强因子2D(myocyte enhancer factor 2D,MEF2D)在癫痫（epilepsy, EP）致病中的作用机制。方法选取小鼠海马神经元细胞（HT22）作为研究对象，对MEF2D选取3个基因位点（686、912、1283）进行慢病毒敲低转染，实验分为sh686组、sh912组、sh1283组以及空白载体对照（shNC）组，通过qRT-PCR和Western blot筛选出敲低成功的细胞，并对筛选出的细胞进行凋亡检测和RNA测序（RNA-seq），通过转录组数据筛选差异表达基因（DEG），检测发生的可调控选择性剪接事件（RASE）并得到可调控选择性剪接基因（RASG）。对DEG和RASG进行基因本论（GO）富集分析、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。结果 qRT-PCR和Western blot结果显示，sh912组MEF2D敲低成功。流式细胞术检测发现，sh912组早期凋亡率明显高于shNC组（P<0.05）。对转录组数据分析共得到638个DEG;GO富集分析显示，DEG的生物学过程主要富集在糖酵解、糖代谢、氧化还原反应的调节等方面，KEGG通路主要富集在Nod样受体信号传导通路、肿瘤坏死因子（TNF）信号传导途径、缺氧诱导因子（HIF）-1信号传导途径、IL-17信号传导途径等通路。在之后的AS分析中，共检出1 265个差异性且受调控的选择性剪接事件（RASE），其中最主要的RASE为内含子保留（IR），其次为可变的5′剪切位点（A5SS）、可变的3′剪切位点（A3SS）;GO富集分析显示，RASG的生物学过程主要富集在DNA修复、RNA剪切、蛋白质转运，KEGG功能通路富集在Rap1信号传导、PI3K/Akt信号传导、磷脂酰肌醇信号传导等通路；DEG和RASG的重叠基因共28个。结论 敲低MEF2D可以促进海马神经元细胞的凋亡；内含子保留是敲低MEF2D后发生的主要选择性剪切事件；MEF2D可能通过影响细胞的糖酵解、氧化还原反应等功能参与细胞凋亡反应。

关键词

癫痫 / MEF2D / 差异表达基因 / 选择性剪切 / 内含子保留 / 细胞凋亡 / RNA测序