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目的:
鹿茸(Pilose antler,PA)是一种用于治疗骨关节炎的常用中药之一,但是它在机体内的治疗机制仍然尚不明确。我们此次研究的目的,就是通过研究鹿茸对骨关节炎大鼠的转录组基因表达的影响,来阐明这一机制,以及根据背后的机制推测鹿茸在治疗骨关节炎中的归经作用机制本质。
方法:
把10只SD大鼠(SPF级)随机分成两组,然后分别标记为鹿茸干预组(PA组)与骨关节炎模型组(OA组)。然后用经典的Hulth手术法对所有SD大鼠的右膝关节造模,构建实验动物骨关节炎模型。在手术造模后六周,鹿茸组(PA组)大鼠给予单味鹿茸中药煎剂喂养,骨关节炎模型组则给予等量生理盐水灌胃。两组实验动物均灌胃6周。在末次灌胃结束后两小时,两组所有实验动物均予以水合氯醛麻醉,于麻醉状态下解剖各大鼠膝关节,并用刀片轻轻刮除膝关节表面软骨。将所刮除的软骨组织保存于-80℃环境下,取材结束后将实验动物处死。所有收集得到的样本均送至华大基因公司(BGI),进行最后的RNA序列测定。最后将所测得的差异表达的基因(DEGs)进行对比,以及进行基因富集分析、差异基因分类以及编码-非编码RNA关联网络的研究,在Dr.Tom系统上操作完成差异数据挖掘,得出结果。
结果:
通过华大基因公司(BGI)的RNA系列测定以及Dr.Tom系统上数据挖掘的结果,我们发现,在鹿茸灌胃组与关节炎模型组对比下,有一部分基因出现差异性表达(基因数目大约为3226个)。与关节炎模型组相比,鹿茸灌胃组中出现有711个基因出现上调表达,而有2615个基因出现下调表达。根据Dr.Tom系统进行基因富集分析的结果显示,上调表达的基因大多数富集于与肌肉收缩相关的领域,而下调表达的基因则多数涉及机体体内的炎症反应。与此同时,我们也在Dr.Tom系统上构建出编码-非编码的相互调节网络,并从中鉴定出相关的关键基因。通过对基因的鉴定,我们发现基因Tnni2,Mylpf,,Myl1,Actn3,Ifitm6,以及Retnlg为鹿茸治疗骨关节炎过程中所作用的关键位点。
结论:
根据此次对鹿茸治疗大鼠骨关节炎基因表达情况研究的结果,我们推测鹿茸可能通过对膝关节周围肌肉肌力的调控,以及调节机体体内炎症反应的过程,来调控骨关节炎疾病的进展过程。而且,通过对关键基因的分类筛选,以及在DR.Tom系统上进行的KEGG、GO通路分析,差异性表达基因富集分析,差异性基因表达网络图等,我们找到差异性表达基因中的Tnni2,Mylpf,Myl1,Actn3,Ifitm6,Retnlg基因,认为其在鹿茸治疗大鼠膝关节骨关节炎的过程中起到作为关键基因靶点的决定性作用。结合李时珍在《本草纲目》上称鹿茸具有“生精益血、补髓健骨”的作用,我们认为鹿茸功效与中医理论中“脾主肌肉、肾主骨”等理论不谋而合。
鹿茸(Pilose antler,PA)是一种用于治疗骨关节炎的常用中药之一,但是它在机体内的治疗机制仍然尚不明确。我们此次研究的目的,就是通过研究鹿茸对骨关节炎大鼠的转录组基因表达的影响,来阐明这一机制,以及根据背后的机制推测鹿茸在治疗骨关节炎中的归经作用机制本质。
方法:
把10只SD大鼠(SPF级)随机分成两组,然后分别标记为鹿茸干预组(PA组)与骨关节炎模型组(OA组)。然后用经典的Hulth手术法对所有SD大鼠的右膝关节造模,构建实验动物骨关节炎模型。在手术造模后六周,鹿茸组(PA组)大鼠给予单味鹿茸中药煎剂喂养,骨关节炎模型组则给予等量生理盐水灌胃。两组实验动物均灌胃6周。在末次灌胃结束后两小时,两组所有实验动物均予以水合氯醛麻醉,于麻醉状态下解剖各大鼠膝关节,并用刀片轻轻刮除膝关节表面软骨。将所刮除的软骨组织保存于-80℃环境下,取材结束后将实验动物处死。所有收集得到的样本均送至华大基因公司(BGI),进行最后的RNA序列测定。最后将所测得的差异表达的基因(DEGs)进行对比,以及进行基因富集分析、差异基因分类以及编码-非编码RNA关联网络的研究,在Dr.Tom系统上操作完成差异数据挖掘,得出结果。
结果:
通过华大基因公司(BGI)的RNA系列测定以及Dr.Tom系统上数据挖掘的结果,我们发现,在鹿茸灌胃组与关节炎模型组对比下,有一部分基因出现差异性表达(基因数目大约为3226个)。与关节炎模型组相比,鹿茸灌胃组中出现有711个基因出现上调表达,而有2615个基因出现下调表达。根据Dr.Tom系统进行基因富集分析的结果显示,上调表达的基因大多数富集于与肌肉收缩相关的领域,而下调表达的基因则多数涉及机体体内的炎症反应。与此同时,我们也在Dr.Tom系统上构建出编码-非编码的相互调节网络,并从中鉴定出相关的关键基因。通过对基因的鉴定,我们发现基因Tnni2,Mylpf,,Myl1,Actn3,Ifitm6,以及Retnlg为鹿茸治疗骨关节炎过程中所作用的关键位点。
结论:
根据此次对鹿茸治疗大鼠骨关节炎基因表达情况研究的结果,我们推测鹿茸可能通过对膝关节周围肌肉肌力的调控,以及调节机体体内炎症反应的过程,来调控骨关节炎疾病的进展过程。而且,通过对关键基因的分类筛选,以及在DR.Tom系统上进行的KEGG、GO通路分析,差异性表达基因富集分析,差异性基因表达网络图等,我们找到差异性表达基因中的Tnni2,Mylpf,Myl1,Actn3,Ifitm6,Retnlg基因,认为其在鹿茸治疗大鼠膝关节骨关节炎的过程中起到作为关键基因靶点的决定性作用。结合李时珍在《本草纲目》上称鹿茸具有“生精益血、补髓健骨”的作用,我们认为鹿茸功效与中医理论中“脾主肌肉、肾主骨”等理论不谋而合。