创伤性脑损伤大鼠模型中与铁死亡相关的基因探索

摘要

目的探索创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)大鼠模型中铁死亡的发生及与其密切相关的基因。方法将SD大鼠随机分为Sham组和TBI组,采用普鲁士蓝(Perl′s)染色和透射电镜观察TBI大鼠脑组织发生铁沉积和铁死亡的情况;转录组测序初步鉴定TBI大鼠脑组织差异表达基因(differentially express genes,DEGs),将DEGs与数据集GSE111452比较,选择共有的DEGs,再将共有DEGs与铁死亡数据库比对,最终筛选出与铁死亡密切相关的DEGs;最后,通过荧光定量PCR检测大鼠脑组织样本中DEGs的mRNA相对表达量。结果Perl′s染色结果显示,TBI大鼠脑组织损伤周围区域铁离子沉积现象较Sham组明显;电镜结果显示,TBI大鼠脑组织中神经元形态改变,线粒体萎缩变小,基质颜色变深,膜增厚致密度高,部分外膜模糊并破损,伴有内嵴扩张、减少。测序和信息学分析结果显示,与Sham组比较,TBI大鼠脑组织共有2786个DEGs,与GSE111452数据集交集后发现241个共有DEGs,再与铁死亡相关基因库比对,发现4个与铁死亡相关的DEGs(Slc7a5、Rb1、Fancd2和Pebp1);PCR检测结果显示,TBI大鼠脑组织中Slc7a5和Fancd2基因的mRNA表达水平显著升高,Rb1基因的mRNA表达水平也有升高趋势,但与Sham组比较差异无统计学意义(P>0.05),Pebp1基因的mRNA表达水平显著下降(P<0.05)。结论TBI大鼠脑组织发生了铁死亡,可能与Slc7a5、Rb1、Fancd2和Pebp1基因在TBI大鼠脑组织的差异表达有关。