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牛侨教授团队在《Molecular Therapy-Nucleic Acid》发文:利用全转录组测序揭示预防和治疗铝神经毒性作用的生物靶点

稿件来源:公共卫生学院         发布时间:2021-12-16         点击次数:

2021年11月,山西医科大学公共卫生学院劳动卫生学教研室牛侨教授团队在《Molecular Therapy-Nucleic Acid》(JCR1区、中科院2区,影响因子8.886)在线发表题为“Whole-transcriptome analysis of aluminum-exposed rat hippocampus and identifification of ceRNA networks to investigate neurotoxicity of Al”的研究论文。该研究通过构建亚慢性铝暴露大鼠模型,进行海马全转录组测序,筛选出差异基因绘制ceRNA调控网络,并进一步在腺相关病毒(AAV)干预大鼠模型中进行验证。

该研究鉴定了167个miRNA、37个lncRNA、256个mRNA和64个circRNA表达发生明显改变,表示它们可能参与了铝的神经毒性过程。KEGG分析显示PI3K/AKT通路是差异基因最富集的通路,PPI结果显示IRS1处于核心位置。因此绘制了所有差异基因、PI3K/AKT通路以及IRS1的circRNA/lncRNA-miRNA -mRNA网络。在IRS1的ceRNA网络中,rno-miR-143-5p和rno-miR-96-5p处于中心位置。分子实验结果表明,铝暴露抑制IRS1/PI3K/AKT通路,导致Aβ1–42沉积、Tau和p-Tau蛋白表达增高。AAV干预大鼠模型结果显示,抑制miR-96-5p的表达会靶向增加IRS1的表达,从而激活PI3K/AKT通路,提高铝暴露大鼠的学习记忆能力,修复其神经元数目和突触结构,减少Aβ1–42沉积和Tau蛋白。以上结果表明miR-96-5p靶向调节IRS1参与了铝的神经毒性过程。

本研究为国际上首次利用生信分析并加以动物实验验证来研究铝致神经毒性,从毒理学角度丰富了神经毒性基因数据库,为研究铝的神经毒性提供了新策略,更为寻找AD预防和治疗的生物靶点提供了新思路。

本研究项目由山西医科大学劳动卫生学教研室牛侨教授指导完成,博士研究生贺婵婷、硕士研究生赵小燕为论文第一作者。该研究工作获得国家自然科学基金(编号:81872599)的资助。

(图文/贺婵婷)

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