新一代血浆外泌体来源的microRNAs测序和热损伤皮肤的微阵列数据库靶基因分析揭示烧伤早期血-组织相互作用的识别靶点

2022-01-25 MedSci原创 MedSci原创

构建的miRNA mRNA网络表明，循环的外体miRNA可能影响烧伤创面的愈合过程，为治疗干预提供了可靠的靶点。

烧伤仍然是一个重大的全球健康问题，给受害者带来沉重的负担。对原组织损伤和伤口转化后的治疗干预是全面烧伤护理的永恒主题。快速经血管液体过滤在热损伤中表现突出，可导致远端组织和直接烧伤区域的广泛水肿。

而仍未有人探索热损伤后血浆外泌体衍生的 microRNA (miRNA) 谱及其与烧伤皮肤基因表达紊乱的关系。

该研究的重点是识别烧伤早期潜在血液与组织相互作用中的关键 miRNA-mRNA 轴。

图1 文章来源

血浆外泌体从 6 名严重烧伤患者和 6 名健康志愿者中获得，这些患者在受伤后 4-7 天。外泌体小 RNA 的下一代测序 (NGS) 呈现了差异表达的 miRNA (DEM)。在 mirDIP 数据库中预测了 DEM 的靶基因。数据集GSE8056被注册以获取与正常皮肤相比在烧伤皮肤中的差异表达基因 (DEG)。DEM 的 DEG 和靶基因之间的重叠是焦点基因。

蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）网络和焦点基因的富集分析证明了中心基因并提出了潜在的机制和途径。选择中枢基因和上游 DEM 来构建关键的 miRNA-mRNA 轴。

血浆外泌体衍生的小 RNA 的 NGS 鉴定了 85 个 DEM（14 个下调的 miRNA 和 71 个上调的 miRNA）和 12,901 个预测的靶基因。数据集GSE8056在烧伤后 4-7 天的部分厚度烧伤皮肤中表现出 1861 度。

图2：DEM靶基因和DEG的Venn分析。在GSE8056的热损伤皮肤中，差异表达基因显著上调/下调。上调/下调DEM靶点，烧伤患者血浆外显体中差异表达miRNA的靶基因显著上调/下调。

DEGs 和 DEMs 的靶基因之间的重叠显示了 1058 个焦点基因。焦点基因的 PPI 网络中的前 9 个中枢基因（CDK1、CCNB1、CCNA2、BUB1B、PLK1、KIF11、AURKA、NUSAP1 和 CDCA8）指向 DEM 中的 16 个上游 miRNA，包括 4 个下调的 miRNA（hsa-miR-6848 -3p、has-miR-4684-3p、has-miR-4786-5p 和 has-miR-365a-5p）和 12 个上调的 miRNA（hsa-miR-6751-3p、hsa-miR-718、hsa-miR- 4754、hsa-miR-6754-3p、hsa-miR-4739、hsa-miR-6739-5p、hsa-miR-6884-3p、hsa-miR-1224-3p、hsa-miR-6878-3p、hsa- miR-6795-3p、hsa-miR-550a-3p 和 hsa-miR-550b-3p)。因此，构建了烧伤早期潜在血液与组织相互作用中的关键 miRNA-mRNA 网络。

图3：潜在的血液-组织相互作用网络。（A）聚焦基因的蛋白质-蛋白质相互作用网络。节点的大小通过基因表达的log2FC（折叠变化）来衡量；淋巴结及其边缘的颜色分别代表mRNA和预测的上游miRNA的表达调节。（B）焦点基因中关键miRNA及其靶基因（包括9个hub基因）的整合miRNA mRNA和PPI网络。基因（蛋白质）之间的边缘线是坚实的；miRNA（圆形矩形）和mRNA（圆形）之间的边缘线是点。红色：上调。绿色：下调。

小RNA测序显示严重烧伤后血浆外体衍生的miRNA发生了显著紊乱。微阵列数据集GSE8056显示部分厚度烧伤皮肤的基因表达改变。生物信息学分析确定了烧伤早期潜在的血液-组织相互作用中的20个关键miRNA-mRNA轴。

该研究中的 NGS 和生物信息学分析确定了烧伤早期潜在血液与组织相互作用中的关键 miRNA-mRNA 轴，这表明血浆外泌体衍生的 miRNA 可能会影响烧伤创面中基因表达的改变模式。

构建的miRNA mRNA网络表明，循环的外体miRNA可能影响烧伤创面的愈合过程，为治疗干预提供了可靠的靶点。

原始文章：

Li Shi-Ji,Cai Zhi-Wen,Yang Hong-Fu et al. A Next-Generation Sequencing of Plasma Exosome-Derived microRNAs and Target Gene Analysis with a Microarray Database of Thermally Injured Skins: Identification of Blood-to-Tissue Interactions at Early Burn Stage.[J] .J Inflamm Res, 2021, 14: 6783-6798.

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