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脂代谢相关基因ASPPPARα在动脉粥样硬化中的作用

王亚婷 谢伟 管雅玲 迪丽胡玛尔·阿布来提 叶萌 贾涛涛 高颖

王亚婷, 谢伟, 管雅玲, 迪丽胡玛尔·阿布来提, 叶萌, 贾涛涛, 高颖. 脂代谢相关基因ASP和PPARα在动脉粥样硬化中的作用[J]. 昆明医科大学学报.
引用本文: 王亚婷, 谢伟, 管雅玲, 迪丽胡玛尔·阿布来提, 叶萌, 贾涛涛, 高颖. 脂代谢相关基因ASPPPARα在动脉粥样硬化中的作用[J]. 昆明医科大学学报.
Yating WANG, Wei XIE, Yaling GUAN, Dilihumar ABULAITI, Meng YE, Taotao JIA, Ying GAO. Effect of Lipid Metabolism-Related Genes ASP and PPARα in Atherosclerosis[J]. Journal of Kunming Medical University.
Citation: Yating WANG, Wei XIE, Yaling GUAN, Dilihumar ABULAITI, Meng YE, Taotao JIA, Ying GAO. Effect of Lipid Metabolism-Related Genes ASP and PPARα in Atherosclerosis[J]. Journal of Kunming Medical University.

脂代谢相关基因ASPPPARα在动脉粥样硬化中的作用

基金项目: 新疆维吾尔自治区天山英才科技创新领军人才项目(2022TSYCLJ0023);新疆维吾尔自治区自然科学基金重点项目(2023D01D13);新疆维吾尔自治区重点研发计划项目(2024B03036-1)
详细信息
    作者简介:

    王亚婷(1995~),女,新疆塔城人,在读硕士研究生,医师,主要从事老年心血管病临床及基础研究

    通讯作者:

    高颖,E-mail:gaoydct@163.com

  • 中图分类号: R541.4

Effect of Lipid Metabolism-Related Genes ASP and PPARα in Atherosclerosis

  • 摘要:   目的  探讨脂代谢相关基因ASPPPARα在动脉粥样硬化(AS)中的作用。  方法  GEO数据库获取AS数据集GSE9874、GSE28829、GSE21545进行交集筛选出共同差异基因(DEGs);对DEGs进行GO、KEGG富集分析;利用String数据库构建蛋白互作网络(PPI),并使用cytoscape软件筛选关键基因,同时,GeneMANIA数据库寻找关键基因的互作基因并利用HDOCK软件进行分子对接预测,进一步体内实验验证 将36只8周龄C57小鼠随机分为3组:普食组(n = 12)、高脂组(n = 12)和动脉粥样硬化组(n = 12)。采用油红O染色法观察各组小鼠全主动脉、主动脉窦斑块沉积面积;HE染色观察各组主动脉窦组织病理变化;Elisa法检测各组小鼠血脂水平及PCSK9、ASP和PPARα表达水平;RT-qPCR及WB检测主动脉组织中ASP、PPARα的mRNA和蛋白表达水平;CO-IP分析ASP和PPARα蛋白之间的相互作用。  结果  筛选出AS差异表达基因35个,主要富集于胆固醇转移活性、磷脂酰胆碱转运活性、ABC转运蛋白、吞噬体等方面。PPI和cytoscape的结果筛选出ASP为关键基因,且通过GeneMANIA数据库获得ASP的互作基因:PPARα,分子对接预测结果显示两者存在强相互作用并形成稳定结构。体内实验结果表明,与普食组相比,高脂组和动脉粥样硬化组小鼠主动脉、主动脉窦形态表现出不同程度损伤及斑块面积增加;血清中血脂水平显著升高及主动脉组织中ASP mRNA和蛋白水平均显著升高,PPARα水平则相反;同高脂组相比,动脉粥样硬化组上述指标差异有统计学意义(P < 0.05);CO-IP分析证明ASP和PPARα存在相互作用,且敲低ASP小鼠动脉粥样硬化斑块及血脂水平降低,PPARα表达水平升高。  结论  ASP和PPARα参与了AS的发展,且可能与脂代谢密切相关。
  • 图  1  利用韦恩图筛选不同数据集中共有DEGs

    A:上调基因; B:下调基因。

    Figure  1.  Screening of common differentially expressed genes (DEGs) across different datasets using Venn diagram

    图  2  GO和KEGG分析显示DEGs 显著富集的条目

    A:生物过程 ;B:细胞成分;C:分子功能;D:差异表达基因的KEGG富集气泡图(前 10 条通路)。

    Figure  2.  GO and KEGG analysis showing significantly enriched entries of DEGs

    图  3  Sting数据库中共有差异基因的蛋白互作网络图

    Figure  3.  Protein-protein interaction (PPI) network of the common differentially expressed genes from the STRING database

    图  4  关键基因的筛选

    Figure  4.  Screening for key genes

    图  5  ASP基因互作基因的筛选

    A:GeneMANIA数据库分析ASP基因的互作关系;B:分子对接预测ASP和PPARα的结合位点。注:C3 = ASP

    Figure  5.  Screening of genes interacting with the ASP gene

    图  6  小鼠动脉粥样硬化模型的成功构建

    A:动物实验流程图;B:各组小鼠血清PCSK9表达情况;C:各组小鼠全主动脉油红O染色图;D:各组小鼠主动脉油红O染色统计量化图。与普食组比较,aP < 0.05;与高脂组比较,bP < 0.05;E:各组HE染色图(×40)。

    Figure  6.  Successful establishment of an atherosclerosis model in mice

    图  7  各组小鼠主动脉窦油红O染色斑块沉积的相对表达水平 (×40 )

    A:普食组主动脉窦油红O染色图;B:高脂组主动脉窦油红O染色图;C:动脉粥样硬化组主动脉窦油红O染色图;D:各组小鼠主动脉窦油红O染色统计量化图;与普食组比较,aP < 0.05;与高脂组比较,bP < 0.0。

    Figure  7.  Relative expression level of plaque deposition by Oil Red O staining in the aortic sinus of mice from each group (×40)

    图  8  各组小鼠体重、血清中TC、TG、LDL的相对表达水平

    A:各组小鼠饲料喂养期间体重变化;B:各组小鼠血清中TC相对表达水平;C:各组小鼠血清中TG相对表达水平;D:各组小鼠血清中LDL相对表达水平;与普食组比较,aP < 0.05;与高脂组比较,bP < 0.05。

    Figure  8.  Comparison of the relative levels of body weight,TC,TG, and LDL in serum among different groups of mice

    图  9  各组小鼠血清中ASP、PPARα的相对表达水平

    A:各组小鼠血清中ASP相对表达水平;B:各组小鼠血清中PPARα相对表达水平;与普食组比较,aP < 0.05;与高脂组比较,bP < 0.05。

    Figure  9.  Comparison of the relative expression levels of ASP and PPARα in serum among different groups of mice

    图  10  各组小鼠主动脉组织中ASPPPARαmRNA相对表达水平

    A:各组小鼠主动脉组织中ASP相对表达水平;B:各组小鼠主动脉组织中PPARα相对表达水平;与普食组比较,aP < 0.05;与高脂组比较,bP < 0.05。

    Figure  10.  Comparison of the relative mRNA expression levels of ASP and PPARα in aortic tissues of mice among different groups

    图  11  各组小鼠主动脉组织中ASP、PPARα 蛋白相对表达水平

    A:蛋白条带图;B:各组小鼠主动脉组织中ASP、PPARα蛋白相对表达水平;与普食组比较,aP < 0.05;与高脂组比较,bP < 0.05。

    Figure  11.  Relative expression levels of ASP and PPARα proteins in aortic tissues among different groups of mice

    图  12  敲低ASP对小鼠动脉粥样硬化斑块、血脂及关键分子表达的影响

    A:ASP和PPARα经CO-IP后Western blot检测结果;B:各组小鼠主动脉组织中PPARα蛋白相对表达水平;C:各组HE染色图(×40);D:各组小鼠血清中TC、LDL相对表达水平;与C57组比较,aP < 0.05。

    Figure  12.  Effects of ASP knockdown on atherosclerotic plaques,blood lipid profiles,and key molecule expression in mice

    表  1  AS中基因微阵列数据集特征分析(n)

    Table  1.   Characterization of gene microarray datasets in AS(n)

    数据集 平台信息 样品来源 对照样本数 疾病样本数
    GSE9874 GPL570 外周血样本 30 30
    GSE28829 GPL570 斑块组织样本 13 16
    GSE21545 GPL570 斑块组织样本,外周血样本 97 126
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    表  2  引物序列

    Table  2.   Primer sequences

    基因 序列 长度(bp)
    ASP(C3) Forward: CCA CCG CCA AGA ATC GCT ACT TC 23
    Reverse: AGC AGC CTT GAC CTC CAC CTC 21
    PPARα Forward: GAC AGT GAC AGA CAA CGG CAG TC 23
    Reverse: AGG GTG GCA GGA AGG GAA CAG 21
    GADPH Forwaed: AGG AGC GAA GAC CCC ACT AAC A 22
    Reverse: AGG GGG GCT AAG CAG TTG GT 20
    下载: 导出CSV
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