苯并[a]芘暴露大鼠海马组织中microRNA表达谱的研究

摘要

目的： 基于小分子 RNA（ Ribonucleic acid）高通量测序技术（High-throughput sequencing）分析苯并[a]芘（Benzo(a)pyrene, B[a]P）暴露后大鼠海马组织中微小RNA（MicroRNA, miRNA）的表达谱，筛选差异表达的miRNA并对其靶基因及其靶基因所参与的通路进行预测，以研究B[a]P的神经毒性机制。 方法： 将18只初生雄性SD幼鼠适应饲养环境5天后，随机分为对照组（n=9）和B[a]P暴露组（n=9,2.0 mg/kg KW），按其体质量持续灌胃染毒暴露7周，对照组给予等量玉米油处理。染毒结束后运用Morris水迷宫（Morris Water Maze, MWM）对大鼠的学习记忆能力进行检测；运用电镜对海马神经元的超微结构进行观察；运用小分子RNA高通量测序技术对两组大鼠海马组织中miRNA的表达谱进行检测，并对差异表达的miRNA进行筛选（log2(fold change)>1.0, P＜0.05）；运用三个miRNA靶基因预测软件（miRanda、miRDB以及TargetScan7.1）预测差异表达的miRNA的靶基因，运用KOBAS网络服务器中KEGG数据库以及PANTHER数据库分析靶基因所参与的通路。 结果： （1）染毒14天后，B[a]P暴露组大鼠体质量显著低于对照组（P＜0.05）；（2）MWM结果显示，相较于对照组，在B[a]P暴露大鼠中发现显著增加的逃避潜伏期（P＜0.05）、显著减少的跨平台次数和目标象限停留时间（P＜0.05）；（3）电镜结果显示，B[a]P暴露大鼠海马组织发生线粒体肿胀、轴索脱髓鞘以及突触后密度（ Postsynaptic density, PSD）增厚（P=0.042）；（4）B[a]P暴露导致大鼠海马组织中miRNA表达谱的改变：共筛选得到差异表达的miRNA45条，其中有14条显著上调，31条显著下调；（5）差异表达的miRNA的靶基因及靶基因所参与的通路预测结果显示，miRanda、miRDB以及TargetScan7.1靶基因预测软件分别预测到靶基因1245条、1445条以及4444条，取交集共得到1904条靶基因。B[a]P暴露导致的大鼠海马组织中差异表达的miRNA靶基因的功能，与信号转导、神经突触、线粒体能量代谢、细胞增殖与凋亡、细胞周期、神经系统疾病等密切相关。 结论： B[a]P暴露可导致大鼠学习记忆能力的损伤，其可能的神经毒作用机制为：一、B[a]P暴露改变大鼠海马组织的超微结构；二、B[a]P暴露改变miRNA的表达谱影响miRNA对靶基因的调控，最终影响神经突触、信号转导、线粒体能量代谢、细胞增殖与凋亡、细胞周期等生理过程。

目录

声明

英汉缩略语名词对照

前言

第一部分 B[a]P对大鼠海马的损伤效应

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第二部分 B[a]P暴露后大鼠海马组织中差异表达microRNA 的筛选、靶基因预测及功能分析

1 材料与方法

2 结果

3讨论

全文总结

参考文献

文献综述:MicroRNA在学习记忆功能中的作用

致谢

攻读硕士期间发表的论文