c反应蛋白 心脏病学研究和实践 2090 - 0597 2090 - 8016 Hindawi 10.1155 / 2021/3925136 3925136 研究文章 减少Spp1表达式在急性心肌梗死缺血和再灌注损伤 李 凌 黄 Jungang 赵 Zongkai https://orcid.org/0000 - 0003 - 0057 - 5720 温 Zhuzhi 李 康 马 12月 张 Lisui https://orcid.org/0000 - 0002 - 4243 - 8209 郑 Junmeng https://orcid.org/0000 - 0003 - 4307 - 4416 梁 史 周 郝 心血管外科学系 孙逸仙纪念医院 中山大学 广州510120 中国 sysu.edu.cn 2021年 14 8 2021年 2021年 13 6 2021年 4 7 2021年 19 7 2021年 14 8 2021年 2021年 版权©2021凌李et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

背景。休克疗法的进展,建立和推广的方法如溶栓治疗和经皮冠状动脉介入(PCI),许多组织和器官reperfused缺血后可能导致更糟糕的疾病称为缺血再灌注损伤(IRI)。信使rna被发现通过各种机制对缺血再灌注造成重大影响。从血液的mRNA的可访问性,我们旨在发现之间的联系mRNA和缺血再灌注。 方法。我们使用了GSE83472从基因表达数据集综合(GEO)数据库之间找到微分RNA表达缺血再灌注组织和控制样品。此外,基因本体论(去)基因和基因组的注释和京都百科全书(KEGG)路径分析发现的生物属性449 rna GSE83472为注释,通过数据库可视化、发现和集成(大卫)。此外,基因集富集分析(GSEA),一个工具来找到一组基因的路径取向,用于进一步研究的四个最重要KEGG通路。此外,我们构建了一个蛋白质交互(PPI)网络。最后,我们使用定量逆转录-聚合酶链反应(存在)和免疫印迹,来衡量和比较的表达Spp1在患者接受经皮冠状动脉介入。 结果。生物信息学分析表明Spp1中心基因在缺血后再灌注。中存在的结果表明,Spp1 PCI后缺血再灌注细胞中表达显著下调与正常样本和西方墨点法相比。 结论。Spp1可能发挥重要作用在急性心肌梗死缺血和再灌注损伤。

 中国国家自然科学基金 81702618 1。介绍

心肌梗死(MI)排名第一个心脏血管事件在世界各地;冠状动脉血流的及时有效的复苏是一种有效的方法治疗缺血性心脏病( 1]。然而,血液再灌注过程中可能引起心肌组织结构、能量代谢、电生理学,和心脏功能损伤;这种现象被称为心肌缺血-再灌注( 2]。底层机制是不同的。乳酸的积累、质子和NAD +缺血组织导致的减少博士H +离子被挤压,以换取通过Na Na ++/小时+换热器。因此,细胞伸出Na+以换取Ca2 +的钠+/ Ca2 +换热器。盈余Ca2 +,流入线粒体可能激活Ca2 +/ calmodulin-dependent病态的蛋白激酶( 3]。最近的一项研究认为IRI促进了促炎细胞因子的生产和诱导proapoptotic途径展开的蛋白质反应(UPR) [ 4]。磷蛋白质分泌量1 (Spp1),也称为骨桥蛋白(OPN)是一种蛋白质分泌的SPPL人类染色体的基因编码4 q22.1与粘附受体结合的主题包括c端CD44v6域和thrombin-cleaved n端整合素域( 5]。最近的研究表明,Spp1是一种细胞外基质蛋白与肿瘤密切相关,这是表示在许多肿瘤的高水平和参与肿瘤入侵的规定,转移,抑制细胞凋亡,血管生成 6]。在我们的研究中,发现差异表达rna (DE-RNAs)从GSE83472数据集,我们发现Spp1候选人与IRI。然后,我们分析了特定的功能性浓缩生物过程通过大卫。PPI网络生成和测量寻找中心与IRI相关基因。Spp1表达差别最后,我们验证了对这些基因在缺血再灌注后患者PCI。

 2。方法 2.1。数据下载和临床样本

我们获得了GSE83472从地理数据集( http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)[ 7]。GSE83472数据集,包括8鼠标骗局(4 WT 4 AKIP_TG)和8个鼠标IR (4 WT 4 AKIP1_TG)缺血/再灌注损伤,是用来识别差异基因表达与I / R损伤小鼠。与此同时,我们收集临床样本9 7男性和女性,平均年龄为53.6±8.4岁,谁接受经皮冠状动脉介入,因为从2018年到2020年急性心肌梗塞。整个患者和健康人的血液样本被收集。中山大学的伦理委员会的指导方针,孙逸仙纪念医院(sysec - ky - ks - 2021 - 070),被遵守。

 2.2。数据处理

我们使用的语言和应用R包“limma”来处理GSE83472原始数据集( p < 0.05 )。然后,我们筛选了DE-RNAs根据基因表达值的标准。此外,我们做了火山情节和热图差异表达基因和分析结果。

 2.3。去功能注释和KEGG通路富集分析

分析去DE-RNAs和KEGG通路的浓缩,我们使用大卫揭示潜在功能和DE-RNAs的生物属性 p < 0.05 ( 8]。

 2.4。GESA

GESA深造,学习浓缩在特定功能基因的工具集,使用在线工具可以在执行 http://software.broadinstitute.org/gsea。C2(策划)KEGG的基因集,C5(去)细胞组件,C5(去)生物过程,和C5(去)分子功能被用来找到DE-RNAs通过R的函数包集群分析器( 9]。

 2.5。PPI网络建设

探索DE-RNAs协会,我们随后生成PPI生物网络和评估交互通过字符串数据库( https://string-db.org/)。此外,Cytoscape软件用于交互的可视化和发现基因功能网络中心( 10]。最后,中心基因被MCODE验证方法,和CytoHubba应用程序被用于基因和构建一个网络的分数( 11]。

 2.6。存在分析

我们通过使用RNA转录RNA逆转录合成cDNA工具包(西方生物技术,重庆,中国)。表列出了正向引物和反向引物 1。然后,我们使用SYBR绿色混合(Yeasen生物技术有限公司)执行中存在一个罗氏实时PCR系统根据制造商的指示。我们计算使用2折RNA表达的变化−ΔCt(2((Ct基因)−−U6) (Ct)()方法如前所述 12]。

引物。

SPP1 向前 CTCCATTGACTCGAACGACTC
反向 CAGGTCTGCGAAACTTCTTAGAT
GAPDH 向前 ACAACTTTGGTATCGTGGAAGG
反向 GCCATCACGCCACAGTTTC
2.7。免疫印迹分析

细胞被收集和解决在冰里帕缓冲区。之后,蛋白质样本10%聚丙烯酰胺sds - page分离和转移到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜 13]。转让后,我们封锁了PVDF膜5%牛血清白蛋白(BSA)。我们使用骨桥蛋白(Abcam ab166709)和GAPDH(细胞信号技术)作为主要孵化屏蔽膜抗体在一夜之间在4°C和辣根过氧化物酶在室温下二级抗体。最后,使用ECL检测标本进行检测工具(Yeasen生物技术有限公司)。 14]。

 2.8。统计分析

临床样本中存在的学生的 t以及使用GraphPad 7.0执行。我们用R软件( https://www.r-project.org/)进行生物信息学分析。的值被显示为均值±标准差,然后使用双尾学生的分析 t测试。一个 p 值< 0.05被认为是表明一个统计上的显著差异。

 3所示。结果 3.1。信息学手段GSE83472数据集的分析

根据标准我们筛选DE-RNAs | Log2FC | > 1, FC代表褶皱变化, p 值< 0.05。随后,221调节DE-RNAs和318下调DE-RNAs被确定。结果是火山情节和热点图所示,分别为(数字 1(一)和 1 (b))。确定目标基因的功能,我们利用大卫进行注释和KEGG途径分析。顶部四重大条款和KEGG通路图所示 1 (c)- - - - - - 1 (f)。大大丰富了条目的生物过程的负调控凋亡过程(数据 1 (c)- - - - - - 1 (f))。最丰富的细胞细胞质中(图组件功能 1 (d)),和蛋白质绑定中占主导地位的分子功能(图 1 (e))。

信息学手段GSE83472数据集的分析。(一)火山的情节DE-RNAs GSE83472数据集。红点代表调节rna,和黄色圆点代表表达下调rna。(b)热图DE-RNA表达式的层次聚类分析。红色代表更大的表情,和蓝色代表不表达。(氟)的前15名重要KEGG途径和条件相关的生物过程,细胞组件,分子功能。

 3.2。富集分析GSEA

GSEA进行评估GO基因集和KEGG信号通路基因集红外和近红外光谱之间的关系。20信号通路富集有差异,其中最大的浓缩得分(ES) propanoate新陈代谢,缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸和退化,帕金森症,柠檬酸循环(柠檬酸循环),线粒体呼吸链复合物1生物起源,线粒体呼吸链复杂的装配,脂肪酸β氧化使用酰coa脱氢酶、线粒体ATP合成耦合质子运输、NADH脱氢酶复杂,proton-transporting ATP合酶复杂,呼吸链,内线粒体膜蛋白复合物,氧化还原酶活性作用于NADPH醌或类似的化合物作为受体,酰coa脱氢酶活动,NAD-ADP ribosyl转移酶活动,和氧化还原酶活性作用于NADPH(数字 2(一个)和 2 (c)- - - - - - 2 (e)),最大负浓缩分数(NES)核糖体,nod样受体信号通路,DNA检测途径和致病 大肠杆菌感染(图 2 (b))。

浓缩GSEA的分析。(a)基因组KEGG GSEA显示IR的基因主要富集在propanoate新陈代谢,缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸和退化,帕金森病,柠檬酸循环(柠檬酸循环)。(b)基因组KEGG GSEA显示IR主要是消极的基因在核糖体丰富,nod样受体信号通路,DNA检测途径和致病 大肠杆菌感染。(汉英)的基因集,GSEA显示IR的基因主要富集在线粒体呼吸链复合物1生物起源,线粒体呼吸链复杂的装配,使用酰coa脂肪酸β氧化脱氢酶、线粒体ATP合成耦合质子运输、NADH脱氢酶复杂,proton-transporting ATP合酶复杂,呼吸链,内线粒体膜蛋白复合物,氧化还原酶活性作用于NADPH醌或类似的化合物作为受体,酰coa脱氢酶活动,NAD-ADP ribosyl转移酶的活动,和氧化还原酶活性作用于NADPH。(一)GSEA (KEGG)。(b) GSEA (KEGG)。(c) GSEA(生物过程)。(d) GSEA(蜂窝组件)。(e) GSEA(分子功能)。

 3.3。Spp1被确认为中心与缺血相关基因,细胞损伤和炎症

PPI网络包括400个节点和2085边协会建立了信心得分> 0.4区分539由字符串DE-RNAs数据库之间的连接。在26个基因被MCODE应用,Spp1基因高分(图 3(一个))。如图,中心基因网络和功能集群表示Spp1中心与IRI(数据相关基因 3 (b)和 3 (c))。

Spp1被确认为中心与缺血相关基因,细胞损伤和炎症。(一)PPI网络显示27中心基因之间的相互作用。(b)基因网络是通过Cytoscape中心,和Spp1获得了高分。(c)功能集群表示Spp1中心基因参与缺血,细胞损伤,炎症组织使用Metascape数据库的连接。

 3.4。Spp1 PCI后缺血再灌注样本中表达下调

我们量化的表达水平Spp1全血中存在的细胞(图 4(一))。Spp1的表达在缺血再灌注后样品PCI控制相比明显减少。免疫印迹结果表明Spp1表达的差别,对这些基因在缺血再灌注在蛋白质水平(图样本 4 (b))。

Downregulation Spp1表达式的PCI后缺血/再灌注。(a)中存在样本分析显示Spp1的表达在缺血再灌注后PCI(正方形),而正常样本(圆形)。 ∗ p < 0.05 。(b)免疫印迹表明Spp1蛋白质含量显著下调在PCI后缺血再灌注细胞与正常细胞相比。

 4所示。讨论

组织病变引起的缺血的主要原因是致命的疾病,如心肌梗死和中风( 15]。MI会导致心脏衰竭的逐步发展,慢性缺血性心脏病,心肌缺血持续或反复加重的结果,和缺氧引起的严重的冠状动脉粥样硬化狭窄 16]。生产总值(gdp)的外表,心墙的厚度可能是正常的,与多病灶的白色纤维乐队或透壁的伤疤。心内膜增厚,失去正常光泽,有时有附壁血栓。此外,MI可以诱导多病灶的心肌纤维化和心肌纤维肥大。在缺血性疾病的抢救和治疗,科学家们逐渐发现的主要病变组织不是缺血本身,而是恢复血液供应后,过量的自由基攻击这部分的组织。这种现象被称为缺血/再灌注损伤( 17]。

Spp1,称为骨桥蛋白是一种细胞外基质蛋白( 18]。很少有先前的研究之间的关系Spp1和IRI。最近的一项研究表明,抑制Spp1表达可以抑制细胞增殖,这是一个潜在的癌症治疗的目标。除此之外,科学家们表示,产后Spp1可以减少纤维化的抑制和促进运动功能在DMD杜氏肌萎缩症()老鼠通过促进TGF - β( 19]。同时,Spp1表达式的减少引起缺血会损害新血管形成,而Spp1可以增加血管生成的超表达( 20.]。此外,随着新血管形成的一个重要中介缺血后,Spp1会诱导血管生成的新目标。能够形成新的侧支循环密切相关,降低AMI患者心脏死亡率长期和稳定的CAD ( 21]。这些研究为我们探索之间的关系提供线索Spp1和IRI。

在这项研究中,我们为微分分析GSE83472数据库下载。之后,539年rna被确定为DE-RNAs并通过字符串用于构造PPI网络数据库。400个节点和2085年网络边缘得到深造。根据去/ KEEG分析和GSEA,这是表明,这些蛋白质主要是位于细胞质中,参与凋亡的负调控过程和运输。此外,我们确定了26个中心MCODE基因的应用Cytoscape Spp1基因取得了高分。此外,基因网络和功能聚类中心建议Spp1和IRI之间有着紧密联系。最后,我们发现在临床样本验证。西方墨点法和存在的差别分析揭示了对这些Spp1在急性心肌梗死后样品IRI这可能暗示Spp1之间的负相关和IRI。总的来说,我们认为Spp1可能被视为一个潜在的诊断血清生物标志物在IRI的可用性,它可以避免一些侵入性测试。

对我们的研究仍然存在一些局限性等可能的偏见在分析DE-RNAs由于体积小的数据集。同样,更多的血液样本不同中心可以帮助我们得到更准确的结果 在体外实验。另一个限制是动物模型;我们没有建立一个合适的动物模型验证Spp1水平 在活的有机体内。同时,相关的信号通路是揭示分子机制需要检测。总之,研究基因的调控和潜在通路不够复杂。如果条件允许,我们将把重点放在下游靶基因的规定和Spp1的潜在信号通路。

 5。结论

我们的研究旨在阐明Spp1协会与IRI GEO数据库,通过生物信息学分析/ KEEG分析,GSEA。此外,我们发现Spp1的表达下调 在体外实验中存在和免疫印迹分析。在心肌IRI的鼠模型,生物信息学和基因表达谱的集成表示Spp1基因与心肌IRI密切相关的一个重要枢纽,支持心肌IRI的潜在作用。

 数据可用性

所有的数据集用于支持本研究的发现可以从相应的作者。

 信息披露

凌李和黄Jungang co-first作者。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

 作者的贡献

凌李和黄Jungang贡献了同样的工作。

 确认

这项工作是支持由国家自然科学基金青年项目的中国没有。81702618)。

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