CircRNA通过ceRNA网络影响银屑病的作用和机制研究

目的:银屑病作为一种病程较缓的炎症性皮肤病,其发病机制与遗传和免疫紧密相关。银屑病通常影响头部、躯干和肘部,因反复发作而被称为“不死病”,难以治愈。全世界大约有1.25亿人患有银屑病,全球流行率约为2%。银屑病作为一种全身性疾病,因出现后皮肤表皮有明显的鳞屑斑块,对患者的心理和生活质量均产生不小的影响。所以对其发病机制及相关调控通路的更进一步研究与探讨、为临床下一步诊断治疗提出新的方向和靶点至关重要。我们研究通过对银屑病患者的皮损组织和对侧正常皮肤组织基于circRNA线性消化测序技术及后期的circRNA对比和分析,筛选出大量差异表达的circRNA。再通过扩大样本量实时定量qPCR初步验证差异表达显著的circRNA,寻找下游靶miRNA,进一步研究发现可能参与调节银屑病发生和发展的circRNA以及相关信号通路或目标基因。方法:第一部分:选取2020年6月至2020年10月期间于内蒙古自治区人民医院皮肤病与性病科就诊的银屑病患者皮损组织样本(PP)和对侧正常皮肤组织样本(PC)各4例,提取总RNA后基于线性消化的circRNA高通量测序技术进行circRNA测序,再通过生物信息学分析获得大量差异表达的circRNA以及相关作用通路及靶基因;第二部分:根据第一部分测序结果以差异倍数(|log2(foldchange)|)>1,P值(pvalues)<0.05作为阈值,同时结合查阅大量文献,分析是否与银屑病有相关研究为条件筛选circRNA、miRNA和mRNA。再收集2022年6月至2022年12月于内蒙古自治区人民医院皮肤病与性病科就诊的银屑病患者皮损组织样本(PP)和对侧正常皮肤组织样本(PC)各15例,通过两步法荧光定量qPCR检测(qPCR Detection)程序进行扩增以初步验证差异表达的circRNA以及其所构建的ceRNA网络在银屑病中的作用。结果:1.根据circRNA测序结果,银屑病患者皮损与非皮损正常组织之间共有93个差异性表达的circRNA,其中差异性表达上调的circRNA共84个Genetic hybridization,差异性表达下调的circRNA共9个。根据差异表达circRNA靶基因进行GO分析发现有1735个基因参与生物学工程,170个基因参与细胞组成,190个基因参与分子功能;发现KEGG通路中的内质网蛋白质加工(Protein processing in endoplasmic reticulum)以及志贺氏菌病(Shigellosis)作用通路最富集。2.筛选的4个circRNA:hsa-CHD7_0007、hsa-ZNF516_0005、hsa-DOCK1_0010和hsa-GSE1_0001,通过初步构建ceRNA网络,预测潜在下游的mRNA的GO分析中,发现有AURKA、CIT、IL2RB、CENPO、AGAP2和CARD11selleck HPLC等基因与参与生物学工程功能相关。3.通过qPCR验证发现hsa-CHD7_0007、hsa-ZNF516_0005、hsa-DOCK1_0010和hsa-GSE1_0001在银屑病患者皮损组织中差异表达且表达上调;6个miRNA:hsa-mi R-204-3p、hsa-mi R-370-3p、hsa-mi R-320c、hsa-mi R-4510、hsa-mi R-486-3p、hsa-mi R-342-5p在银屑病患者皮损组织中差异表达且表达下调;6个mRNA:AURKA、CIT、IL2RB、CENPO、RUFY4、CARD11在银屑病患者皮损组织中差异表达且表达上调,同测序结果一致。结论:1.本研究通过对于银屑病患者circRNA测序技术发现新的与银屑病相关的circRNA,进一步完善和扩展了银屑病相关非编码RNA谱,且根据GO富集条形图示,差异circRNA靶基因在生物学过程中的细胞分解代谢过程的正向调节(positive regulation of cellular catabolic process)、分解代谢过程的正向调节(positive regulation of catabolic process)等功能最富集,KEGG通路分析发现主要在内质网蛋白质加工(Protein processing in endoplasmic reticulum)和志贺氏菌病(Shigellosis)通路最富集。2.本研究构建了银屑病中差异表达的circRNA-miRNA-mRNA的ceRNA调控网络,在构建的银屑病患者ceRNA网络中,circRNA与mRNA之间共同的关键节点10个miRNA分别是hsa-mi R-204-3p、hsa-mi R-204-5p、hsa-mi R-320b、hsa-mi R-370-3p、hsa-mi R-320c、hsa-mi R-342-5p、hsa-mi R-4510、hsa-mi R-486-3p、hsa-mi R-320d、hsa-mi R-501-5p;所对应的mRNA分别为hsa-mi R-204-3p对应SIRPB1、RUFY4;hsa-mi R-204-5p对应SAMD9、TROAP;;hsa-mi R-320b对应CCNB2;hsa-mi R-370-3p对应AURKA、CIT、IL2RB、CENPO;hsa-mi R-320c对应CCNB2、CHIT1、H4C14;hsa-mi R-342-5p对应CDCA2;hsa-mi R-4510对应S100A2;hsa-mi R-486-3p对应MT1F、TK1、CARD11、AGAP2、SH3BGRL3;hsa-mi R-320d对应CCNB2、CHIT1;hsa-mi R-501-5p对应SIGLEC16。RUFY4最有可能成为今后治疗银屑病的新靶点。3.本研究中所构建的circRNA-miRNA-mRNA的ceRNA调控网络中共有18个circRNA,有15个为首次报道。4.hsa-CHD7_0007、hsa-ZNF516_0005、hsa-DOCK1_0010和hsa-GSE1_0001经qPCR检验在大样本中依然差异显著,证明可能与银屑病发病相关。5.我们用生物信息学分析方法预测到的circRNA-miRNA-mRNA的ceRNA调控网络的差异表达在qPCR检验中组MS-275配制间仍然显著,证明circRNA可能通过其中miRNA影响下游的mRNA的表达与疾病相关。其中hsa-CHD7_0007可能通过调节hsa-mi R-370-3p从而影响下游的AURKA、CIT、IL2RB、CENPO的表达水平参与银屑病的发生;hsa-DOCK1_0010可能通过调节hsa-mi R-486-3p从而影响下游的CARD11的表达水平参与银屑病的发生。