近视小鼠巩膜成纤维细胞的基因表达谱:基于单细胞RNA测序的生物信息学分析

摘要

目的 利用单细胞RNA测序(RNA-seq)技术探索巩膜成纤维细胞在近视形成前后基因表达的变化探索巩膜成纤维细胞在近视中的作用机制.方法 将正常健康的C57BL/6J小鼠按随机数字法平均分为近视模型组与阴性对照组,6只/组.阴性对照组双眼前节无遮盖、近视模型组使用半透明眼罩行右眼形觉剥夺,实验开始及结束时均测眼轴,并单细胞捕获右眼巩膜成纤维细胞进行RNA-seq,筛选差异表达基因,使用GO功能分析和京都基因和基因组百科全书(KEGG)途径进行功能显著性富集分析.结果 近视模型组与阴性对照组比较,筛选出差异基因169个(P>0.05),112个上调基因和57个下调基因,分子功能中71个GO项(P<0.05).GO功能分析显示差异基因中有:白细胞聚集、分化以及细胞黏附等与炎症相关GO项;ATP代谢与结合,氧化还原过程、氧化应激反应、氧化磷酸化等与缺氧相关的GO项;蛋白质折叠、蛋白质转运以及蛋白质代谢过程的负调控、内质网、内质网腔、内质网应激等与蛋白质及内质网应激相关GO的生物学过程.KEGG分析显示差异基因显著的富集信号通路主要为与缺氧相关的三羧酸循环、氧化磷酸化、过氧化物酶体增殖物激活受体信号通路、氧化磷酸化等通路,与炎症相关的丝裂原活化蛋白激酶信号通路、白细胞跨内皮转运等,以及与蛋白质相关的帕金森氏病、亨廷顿病、蛋白质消化吸收等通路.结论 巩膜成纤维细胞在近视形成过程中出现功能障碍,与炎症、缺氧、蛋白质调节及内质网应激的相关基因表达和通路的调节有一定关系.