T-2毒素致大鼠关节软骨细胞损伤差异表达circRNA的筛选及功能分析

目的筛选T-2毒素致大鼠关节软骨细胞损伤的差异表达环状RNA(circular RNA,circRNA),探索软骨损伤机制。方法将24只SD大鼠(雄性,体重为60~80 g)按随机数字表法分为T-2毒素组和对照组,每组12只,分别给予100 ng·g^(-1)·d^(-1)T-2毒素和等量去离子水灌胃处理,干预4周后,收集关节软骨进行转录组学测序。采用Deseq2软件[P<0.05且|log 2(fold change)|>1,fold change为差异表达倍数]筛选大鼠差异表达circRNA。基于内源竞争RNA(competing endogenous RNAs,ceRNA)假说,采用miRanda软件预测差异表达circRNA的微小RNA(microRNA,miRNA,miR)靶点,Cytoscape 3.10.0软件绘制circRNA-miRNA相互作用网络。采用MiRWalk 3.0、MiRDB、miRTarBase软件预测下游靶基因,Cytoscape 3.10.0软件绘制circRNA-miRNA-mRNA相互作用网络图。采用基因本体论(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析靶基因的生物学功能及富集通路。结果共筛选出19个差异表达circRNAs(10个上调、9个下调)。预测得到1320个miRNAs靶点和16个靶基因。靶基因富集分析发现,丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)和核因子κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)信号通路显著富集(均P<0.05);肿瘤坏死因子受体相关因子6(tumour necrosis factor receptor-associated factor 6,Traf6)和白细胞介素-1受体相关激酶1(interleukin-1 receptor-associated kinase 1,Irak1)富集在MAPK和NF-κB信号通路中,其对应的miRNA和circRNA分别为miR-146a-5p和chr2:94716330|94720889。结论成功筛选出19个大鼠关节软骨细胞损伤差异表达circRNAs,其中chr2:94716330|94720889可通过miR-146a-5p/Traf6/Irak1轴调控MAPK和NF-κB信号通路,诱导关节软骨细胞损伤。