心肌成纤维细胞来源的外泌体miRNA参与放射性心肌纤维化损伤

摘要

外泌体及携带的miRNA在组织器官纤维化中发挥重要作用,但相关于其在放射性心肌纤维化(RICF)的研究十分有限,本研究拟运用生物信息学分析辐射诱导的外泌体miRNA通过辐射旁效应促进RICF发生的可能分子机制。心肌成纤维细胞(CFs)是RICF的主要效应细胞,用2 Gy X射线辐照CFs后超速离心提取辐射诱导的外泌体(X-exo)和未受照射的CFs外泌体(Exo),并进行外泌体电镜观察、NTA浓度检测和CD9、CD63、CD81等外泌体表面标志蛋白质的纳米流式鉴定;随后通过RNA-seq技术检测外泌体miRNA表达谱,筛选差异表达的miRNA,预测其潜在靶基因并进行富集分析。结果显示:与未受照射的CFs外泌体相比,X射线诱导的外泌体中表达上调的miRNAs共9个(|log_(2) Fold Change|>1,P2的有8个,表达下调的miRNAs共19个(|log_(2) Fold Change|>1,P2的有12个。使用targetScan、miRWalk、miRNADB预测差异miRNA的靶基因,并进行GO及KEGG富集分析。GO富集结果显示,差异表达的miRNA调控的靶基因主要参与蛋白质磷酸化、细胞信号转导等生物学过程,富集于细胞质和细胞膜等细胞组分,发挥蛋白激酶绑定和蛋白质结合等分子功能。KEGG富集结果显示,差异表达miRNAs的靶基因主要富集于PI3K-Akt、MAPK、mTOR、ECM-receptor interaction、cAMP、Wnt、TGF-β、Notch等相关通路。对本研究富集到的信号通路进行文献梳理,表明差异表达的外泌体miRNA可能通过调节靶基因及相关信号通路促进RICF的发生发展。因MAPK、PI3k-Akt、mTOR等信号通路的活化调节主要依靠关键分子的磷酸化,并非主要依靠转录水平的调控,所以未来在探讨“外泌体miRNA通过辐射旁效应参与RICF”的机制研究中,应该着重关注ECM、cAMP、TGF-β、Wnt、Notch、Ras、Rap1等信号通路。