基于WGCNA转录组分析构建区分牙周炎与种植体周围炎的lncRNA-miRNA-mRNA竞争性内源RNA网络OA

目的·系统比较牙周炎(periodontitis,PD)与种植体周围炎(peri-implantitis,PI)状态下长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)及其介导的竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ce RNA)调控网络特征。方法·将24只雄性SD大鼠随机分为对照组(CON)、PD组和PI组,每组8只。PD组采用双侧上颌第一磨牙丝线结扎法建立实验性PD模型,PI组于双侧上颌第一磨牙植入定制钛种植体后行丝线结扎诱导PI。采集各组大鼠牙龈组织进行转录组测序,获得lncRNAs、mRNAs表达谱数据。采用DESeq2软件筛选差异表达lncRNAs与mRNAs。通过加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)筛选与PD、PI相关的模块基因。运用KOBAS软件对模块基因进行基因本体论(Gene Ontology,GO)功能富集分析。基于mi Randa软件(score≥150)预测微RNA(micro RNA,miRNA)结合位点,分别构建与PD、PI模块基因相关的lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA调控网络,并筛选与PD及PI相关模块的ce RNA调控轴。结果·与CON组相比,PD组共鉴定出124个上调、406个下调的差异表达lncRNAs,PI组共筛选出43个上调、95个下调的差异表达lncRNAs,且共有22个lncRNAs在PD、PI组中均发生差异表达;同时,PD组特异性差异表达lncRNAs为508个,PI组为116个。WGCNA识别出与PD显著正相关的lightcyan模块和与PI显著正相关的midnightblue模块。GO功能富集分析显示,lightcyan模块基因显著富集于内质网相关蛋白降解(endoplasmic reticulum-associated degradation,ERAD)信号、对内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)的反应等相关的生物学过程,midnightblue模块基因则显著富集于皮肤屏障建立、角质形成细胞分化、表皮发育等生物学过程。基于上述模块构建ce RNA调控网络,筛选出与PD组ERS相关的ENSRNOG00000063579-mi R-1249-Calr(钙网蛋白,calreticulin)、ENSRNOG00000063579-mi R-1249-Man1b1(甘露糖苷酶α1B类成员1,mannosidaseαclass 1B member 1)、ENSRNOG00000063488-mi R-328a-5p-Rnf183(环指蛋白183,ring finger protein183)、ENSRNOG00000063230-mi R-3558-5p-Fbxo2(F盒蛋白2,F-box protein 2)等调控轴,以及与PI组皮肤屏障功能相关的ENSRNOG00000067449-mi R-238a-5p-Krt1(角蛋白1,keratin 1)、ENSRNOG00000067449-mi R-238a-5p-Krt16、ENSRNOG00000067625-mi R-3541-Klf4(Krüppel样因子4,Krüppel-like factor 4)、ENSRNOG00000067625-mi R-667-5p-Tgm3(转谷氨酰胺酶3,transglutaminase 3)等调控轴。结论·该研究揭示了PD与PI在lncRNAs和mRNAs表达谱上的差异,提示两者分别涉及ERS与皮肤屏障功能相关通路;上述发现为理解2种疾病的分子病理特征提供了依据。