基于非编码RNA转录组学对甲状腺相关眼病纤维化的相关基因和信号通路的研究

Orbital fibroblasts (OF) are the key effector cell of thyroid related ophthalmopathy (TAO). OF are activated with adipogenic differentiation (type I) or fibrosis (type II), and patients with fibrosis are tend to suffer from more severe strabismus, decreased vision or even blindness. Therefore, the mechanism of fibrosis of OF is the major cause of TAO. Our previous studies shown that ncRNA (including circRNA and lncRNA) is important in the development of fibrosis for TAO: comparing type I with type II TAO orbital lesions, circRNA /lncRNA were increased by 143/301, and decreased by 102/487; Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes extracted the difference to 15 channels including cGMP-PKG and close connection. Our research intends to clarify the machanism of the effect and regulation of fibrosis by gene expression and the related signal pathway of OF in transcriptome level (including mRNA and ncRNA) in TAO. Our reaseach will provide new ideas and therapeutic targets to the prevention and treatment of TAO.

眼眶成纤维细胞（OF）是甲状腺相关眼病（TAO）病生过程中关键效应细胞，其活化后脂肪分化（I型）或纤维化（II型）,而纤维化患者更易出现严重的斜视、视力下降甚至失明。因此，OF纤维化的机制是TAO发展和结局的关键。预实验发现非编码RNA（ncRNA，包括circRNA、lncRNA）在TAO纤维化的发生发展中起重要作用：I型与II型TAO眼眶病变组织比较，circRNA/lncRNA分别上调143/301个，下调102/487个；KEGG通路注释提取到包括cGMP-PKG、紧密连接等15条通路。本课题拟从转录组（包括mRNA及ncRNA）水平，进行TAO基因表达水平及相关信号通路研究，明确ncRNA通过OF调控TAO纤维化中的相关基因和信号通路。本研究将为TAO的防治提供新的思路和治疗靶点。

背景：甲状腺相关眼病（TAO）临床上可分为I型（脂肪为主型）和II型（肌肉为主型）。目前对于TAO临床分型机制尚不明确，为研究其潜在的分子机制，利用转录组测序技术对不同临床分型TAO的环状RNA(circRNA)的表达谱进行测定。.主要研究内容：收集6对I型和II型TAO患者眼眶结缔组织样本进行高通量RNA测序。用另外3对I型和II型TAO患者眼眶结缔组织样本对差异表达的circRNA和mRNA通过定量的实时聚合酶链反应（qRT-PCR）进行验证。我们使用生物信息学预测构建了一个circRNA-microRNA（miRNA）-mRNA网络。基于差异mRNA表达构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络，并通过Cytoscape软件插件确定核心基因。利用功能和通路的富集分析以阐明circRNA功能。通过慢病毒介导的过表达hsa_cir_0007006，利用蛋白印迹法（WB）检测hsa_cir_0007006与COL1A1和MMP2的表达关系。同时，通过WB验证差异表达的通路。.重要结果和关键数据：RNA测序结果提示总共7489个circRNA和15803个mRNA差异表达，相较于I型TAO，II型TAO中94个circRNA表达上调，76个circRNA表达下调；488个mRNA表达上调和138mRNA表达下调。对7个差异表达的circRNA和2个mRNA进行了qRT-PCR验证，与RNA测序数据相符合。竞争性内源性RNA（ceRNA）网络构建包含了7个circRNA、23个miRNA和262个mRNA。功能性富集分析揭示了几条重要的信号通路。过表达hsa_cir_0007006导致COL1A1和MMP2的表达水平降低。松弛素信号通路在两种亚型中差异表达。.科学意义：I型和II型TAO之间存在差异表达的circRNA。hsa_cir_0007006-COL1A1、MMP2-松弛素信号传导通路的调节作用在TAO分型中起着至关重要的作用。可能作为对于TAO诊断和治疗的重要靶点。