基于转录组学探讨电针对脊髓横断损伤后脊髓修复的调节作用及相关的分子机制

目的观察电针对脊髓损伤后神经源性膀胱大鼠脊髓损伤区域神经功能及病理形态的影响,采用转录组学从生物信息学角度观察电针发挥疗效与损伤脊髓修复状态之间的关联。方法雌性SD大鼠按照随机数字表分为假手术组、模型组和电针组。采用第十胸髓节段完全横断法制备脊髓损伤后神经源性膀胱大鼠模型。电针组在模型制备成功后电针“次髎、中极、三阴交穴和大椎”,每次20min,每日1次,连续12 d。采用HE染色法观察脊髓损伤区病理形态;RNA-Seq技术筛选差异基因并进行生物信息学分析;采用免疫荧光、荧光定量PCR验证部分差异基因的mRNA的表达。结果与假手术组相比,模型组膀胱功能下降、BMS评分降低(P<0.05);损伤脊髓组织HE染色示结构疏松,出现空洞,明显出现炎性细胞浸润,伴有细胞核固缩现象;与模型组相比,电针治疗组尿动力学检测指标均改善、BMS评分上升(P<0.05),HE染色示炎性细胞浸润表现改善,核固缩情况稍有好转;脊髓组织转录组学发现模型组与假手术间共筛选出差异基因1660个,其中上调基因1314个,下调基因346个;电针治疗组与模型组之间共筛选出差异基因967个,其中上调基因171个,下调基因796个;利用Venn分析得到373个共表达差异基因,GO功能注释分析,结果显示电针调控脊髓损伤后神经源性膀胱基因类型主要为胶原激活过程、胶原代谢过程、细胞与基质之间的生物过程变化等,KEGG富集通路分析结果显示富集差异基因数目较多和差异显著性较高的通路为细胞与细胞基质之间黏附聚集、PI3K-Akt信号通路等。Rho是参与细胞有丝分裂粘附重要物质之一,RhoA关联卷曲螺旋蛋白激酶ROCKII主要在神经系统中表达,接下来就RhoA、RockⅡ的表达进行动物实验验证。结论电针改善脊髓损伤后神经源性膀胱模型大鼠膀胱功能,其机制可能与抑制RhoA和ROCKII基因的表达,抑制受损脊髓的进一步损伤,具有促进脊髓修复的趋势和作用。