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MicroRNA-744 调控PRKACA 和FGF2 对皮肤烧伤愈后瘢痕形成的影响

2022-09-26张浩

医学信息 2022年16期
关键词:凝胶电泳琼脂糖调控

张 博,张浩

(佳木斯大学附属第一医院整形外科,黑龙江 佳木斯 154007)

烧伤(burn)是导致皮肤损伤的主要原因之一,根据世界卫生组织统计[1],全世界每年有近30 万人死于烧伤。在严重烧伤过程中,细胞和血管均受到损伤,分子代谢出现异常调控,进一步导致各种非编码RNA 和细胞因子等分子调控出现紊乱[2-5]。有研究表明[6-8],微小RNA(microRNA)参与了皮肤烧伤后的分子调控代谢过程,其中microRNA-744 在皮肤烧伤具有重要调控作用。蛋白激酶cAMP 激活催化亚基α(PRKACA)是参与细胞信号转导的重要分子之一[7,8]。成纤维细胞生长因子(FGF)是组织稳态和癌症中的关键有丝分裂原,FGF2 在皮肤烧伤愈后的分子机制中也具有重要作用[9]。本研究主要探讨microRNA-744 调控PRKACA 和FGF2 对皮肤烧伤愈后疤痕形成的影响和分子间的相关性,现报道如下。

1 材料与方法

1.1 实验试剂和动物 30 只健康新西兰大白兔由腾新生物技术有限公司提供(许可证号:SCX2021-0004),体重2.0~2.5 kg,雌雄各半。清洁级动物室适应性饲养1 周,在制备烧伤动物模型前24 h 禁食不禁水,实验方案获佳木斯大学附属第一医院伦理委员会审批通过。microRNA 提取分离试剂盒(北京天根生化科技有限公司);cDNA 第一链合成试剂盒(北京天根生化科技有限公司);qRT-PCR 检测试剂盒(北京天根生化科技有限公司);microRNA 检测引物U6(北京天根生化科技有限公司);microRNA检测引物miR-744(天根生化科技有限公司);RNase-Free 双蒸水(北京天根生化科技有限公司)等。

1.2 实验仪器 实时荧光定量PCR(美国应用生物系统公司)、琼脂糖凝胶电泳仪(美国Bio-Rad 公司)、反转录PCR(美国应用生物系统公司)、-80 ℃超低温冰箱(美国Thermo Scientific 公司)、蛋白凝胶成像仪(美国Wealtec 公司)、超净工作台(山东新华医疗器械股份有限公司)、4 ℃低温高速离心机(德国Eppendorf 公司)等。

1.3 方法

1.3.1 烧伤模型和组织样本收集 提前24 h 由耳缘静脉注射戊巴比妥钠,麻醉后行颈内静脉和颈动脉穿刺置管备用,将兔背部涂抹10%硫代钠脱毛,烧伤面积为总体表面积的30%。体表面积公式:A(m2)=R×W2/3,A 为体表面积(m2),W 为体重(kg),经计算烧伤面积约为514 cm2。根据烧伤时间和常用烧伤动物模型制作方法进行分组,分别为对照组、烧伤组、愈后组,每组10 例。组织样本离体后迅速冷冻至液氮中,直至MicroRNA 提取。

1.3.2 血液样本收集 用不含抗凝剂的试管釆集外周静脉血0.5 ml,室温下3000 r/min 离心15 min,去除血细胞,收集上层血清,然后将收集血清在4 ℃,3000 r/min 离心15 min,进一步除去残留血细胞;小心吸取上层血清至新的离心管,置于-80 ℃冰箱中保存备用。

1.3.3 qRT-PCR 检测MicroRNA-744 表达 首先进行样本microRNA 提取分离,合成microRNA cDNA第一链,再进行琼脂糖凝胶电泳检测cDNA(图1),然后再进行反转录实验,反转录程序包括:①RNA加尾反应和反转录反应42 ℃,60 min;②酶失活反应95 ℃,3 min。microRNA 荧光定量检测:按实验样本数量计算各试剂总量,分装到反应管中,然后加入引物和microRNA cDNA,再加入样本的cDNA,混匀,离心,设置反应程序,进行检测,然后观察结果。样本microRNA 使用核酸定量仪测定RNA 浓度和纯度,光密度A260/A280 均在1.8~2.0 间表明RNA无降解。microRNA 经逆转录生成cDNA 后,进行琼脂糖凝胶电泳。运用qRT-PCR 检测各组样本时,如果溶解曲线分析未见杂峰,扩增产物单一,表明没有非特异性扩增。用U6 为内参,反应结束后计算Ct值。根据扩增曲线得到microRNA-744 和U6的Ct值,通过公式计算ΔCt(ΔCt=CtmicroRNA-744-CtU6),运用2-ΔΔCt法对各组样本microRNA的表达水平。

图1 cDNA 琼脂糖凝胶电泳图

1.3.4 ELISA 实验检测PRKACA 和FGF2 每孔加入100 μl 标准品、空白样品或样品;弃掉每个孔的液体,然后不要洗,向每孔加入100 μl 检测试剂A 工作溶液;用微量加样枪吸出每个孔并洗涤,重复3次,总共洗涤3 次;每孔加入100 μl Detection Reagent B 作溶液,盖上一个新的密封板,在37 ℃孵育1 h;重复抽吸/洗涤5 次;每孔加入90 μl 底物溶液,盖上新的Plate 密封剂,在37 ℃下孵育15~30 min,避光;每孔加入50 μl 终止液,如果颜色变化不均匀,轻轻敲打板确保充分混合;确定每个孔的光密度到450 nm,使用酶标仪一次测定;根据酶标仪的标准曲线进行数据分析。

1.3.5 Western Blot 检测组织PRKACA 和FGF2 蛋白表达 组织加入裂解液,4 ℃裂解1 h 后,12 000 g,4 ℃离心30 min,取上清,放于-80 ℃冰箱中,每次电泳之前进行蛋白测定,使用蛋白质聚丙烯酰胺凝胶电泳,转膜,封闭,然后进行一抗、二抗反应,最后再进行显色反应和凝胶图象分析。

1.4 统计学方法 采用SPSS 21.0 统计软件进行数据处理,计量资料使用(±s)表示,组间比较采用t检验,多组间比较采用单因素方差分析,相关性采用Pearson 线性相关分析,以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组microRNA-744 表达比较 烧伤组和愈后组microRNA-744表达量分别为(6.901±1.031)、(7.583±1.067),均高于对照组的(4.671±1.012),差异有统计学意义(P<0.05)。

2.2 各组PRKACA 和FGF2 表达量比较 烧伤组和愈后组PRKACA 表达水平低于对照组,且愈后组低于烧伤组,差异有统计学意义(P<0.05);烧伤组和愈后组FGF2 表达水平高于对照组,且愈后组高于烧伤组,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 各组PRKACA 和FGF2 表达量比较(±s,ng/ml)

表1 各组PRKACA 和FGF2 表达量比较(±s,ng/ml)

2.3 各组PRKACA 和FGF2 蛋白表达量比较 烧伤组和愈后组PRKACA 蛋白表达低于对照组,且愈后组低于烧伤组,差异有统计学意义(P<0.05);烧伤组和愈后组FGF2 蛋白表达高于对照组,且愈后组高于烧伤组,差异有统计学意义(P<0.05),见图2、图3、表2。

图2 各组PRKACA 蛋白表达量比较(表达量范围0.5~1.3)

图3 各组FGF2 蛋白表达量比较(表达量范围0.4~1.2)

表2 各组PRKACA 和FGF2 蛋白表达量比较(±s)

表2 各组PRKACA 和FGF2 蛋白表达量比较(±s)

2.4 MicroRNA -744 和 PRKACA、FGF2的关系Pearson 相关性分析显示,microRNA-744 和PRKACA 呈负相关(r=-0.821,P<0.05),与FGF2 呈正相关(r=0.773,P<0.05)。

3 讨论

MicroRNA 是参与基因转录后调控非常重要的非编码RNA,且其可间接影响相关蛋白质表达[10]。目前,已经有很多研究表明[11],microRNA 与烧伤的分子调控机制密切相关,大多数microRNA 有抑制相关蛋白质表达的作用,但是microRNA-744 在皮肤烧伤愈后瘢痕形成中的具体分子机制仍尚未明确。

FGF2 是一种多功能蛋白,在伤口愈合、组织修复和再生中具有重要作用。这种治疗性蛋白质广泛用于烧伤治疗,因为其可刺激细胞增殖和分化、血管生成和细胞外基质重塑[12]。本研究结果发现,烧伤组和愈后组microRNA-744 表达量高于对照组(P<0.05);烧伤组和愈后组PRKACA 表达水平及蛋白表达低于对照组,且愈后组低于烧伤组(P<0.05);烧伤组和愈后组FGF2 表达水平及蛋白表达高于对照组,且愈后组高于烧伤组(P<0.05);Pearson 相关性分析显示,microRNA-744 和PRKACA 呈负相关(P<0.05),与FGF2 呈正相关(P<0.05),提示microRNA-744 表达可以通过抑制PRKACA 间接促进FGF2的表达,且在烧伤及愈后的发生发展中,microRNA-744的先降低和再升高导致PRKACA、FGF2 表达量发生改变,因此在烧伤及愈后发生发展中,microRNA-744 可以调控PRKACA、FGF2 表达,进而可以作为预测烧伤轻重程度及愈后发展的分子指标。

综上所述,microRNA-744 通过影响PRKACA和FGF2 含量变化,从而从分子水平实现影响调控烧伤及愈后发生发展的作用。

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