X射线电离辐射对小鼠心肌转录组的影响

摘要

目的 探讨单次8 Gy X射线局部电离辐射（IR）对小鼠心肌细胞的动态转录调控的分子机制。方法 将C57 BL/6小鼠随机分为IR组和对照组，每组6只。IR组采用8 Gy X射线局部照射小鼠胸部，建立小鼠心脏IR损伤模型。通过转录组测序（RNA-seq）分析IR组IR后第14天（IR-14 d组）、第28天（IR-28 d组）的差异表达基因（DEGs），并与对应时点对照组（CTL-14 d及CTL-28 d）的DEGs进行比较，结合基因本体论（GO）、基因组百科全书（KEGG）富集分析、基因集富集分析（GSEA）及蛋白互作网络（PPI）解析细胞周期、DNA修复和cGAS-STING信号通路的时序性变化及关键调控节点。结果 与对应时点的对照组相比，IR-14 d组和IR-28 d组分别筛选出327个（下调基因占68.5%）和623个（上调基因占64%）DEGs。KEGG分析显示，IR-14 d组差异基因主要富集于免疫系统通路（42个），IR-28 d组则集中于信号转导（69个）及免疫系统通路（64个）。GSEA证实IR-14 d组DNA修复通路负向富集（NES=-1.50 ,P=0.039），而IR-28 d组细胞周期（NES=2.25 ,P<0.001）和cGAS-STING通路（NES=1.57,P=0.016）显著激活。PPI分析发现IR-28 d组核心枢纽蛋白为Cdk1（关联度最高），IR-14 d组关键蛋白为Ifi44。结论 靶向抑制Cdk1复制应激响应及STING依赖性炎症微环境或为防治放疗相关性心脏病提供新策略。

关键词

电离辐射 / 心肌细胞 / 转录组测序 / 细胞周期 / Cdk1 / 动物,实验 / 小鼠