基于转录组学研究岩藻黄素在扰动剪切应力对EPCs炎性及增殖影响

目的 在扰动剪切应力(Oscillatory shear stress, OSS,±4 dynes/cm2, 1 Hz)作用下内皮祖细胞(Endothelial progenitor cells, EPCs)转录组学数据生物信息学分析的基础上,探讨岩藻黄素(Fucoxanthin, FUCO)对OSS作用下的EPCs炎性、增殖以及细胞周期等生物活性改变的影响作用。方法 采用Flexcell flow STR-4000流体系统模拟体内扰动流剪切应力环境;利用Illumina高通量测序平台对相应处理的EPCs进行转录组测序分析,并对筛选到的差异蛋白编码基因进行功能以及通路分析;利用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR)验证相应生物信息学数据;Western blot(WB)检测筛选基因-前列腺素内过氧化物合酶2(PTGS2)蛋白表达;采用EdU和PI染色分别进行EPCs增殖和周期检测。结果 与静止对照组相比,共计差异表达基因1 066个,涉及细胞增殖和死亡、感染性疾病等信号转导通路;GO功能分析显示,该类基因功能主要影响的过程有细胞及细胞组分、细胞进程、细胞器及生物进程等生物活动;根据P<0.05且差异倍数(FC)>2的条件,筛选显著差异基因数17个,并经RT-qPCR以及WB验证,显示PTGS2 mRNA差异表达最为显著(P<0.001),PTGS2蛋白表达差异明显(P<0.05);进一步的结果显示,与OSS组EPCs相比,FUCO处理的OSS组EPCs中PTGS2 mRNA表达显著降低(P<0.001),其蛋白表达被抑制(P<0.05),并且FUCO处理过的OSS组EPCs增殖活性以及DNA合成能力增强。结论 结合转录组数据基础,提示FUCO能够显著降低OSS引发的EPCs炎症反应,尤其明显抑制炎性因子PTGS2表达;促进EPCs细胞增殖和DNA合成,这为FUCO临床干预EPCs进而完善心血管疾病干细胞治疗提供理论依据。