运用生物信息学技术探究低强度超声对颞下颌关节骨关节炎相关靶点的实验研究

发布时间：2020-04-02 04:05

【摘要】：目的通过生物信息学技术分析低强度超声治疗大鼠颞下颌关节骨关节炎的相关机制,探寻治疗颞下颌关节骨关节炎的靶点基因。方法1、通过单侧咬合创伤的方法建立大鼠颞下颌关节骨关节炎模型,分为对照组和实验组,每组再分为4个亚组,即4周、8周、12周和16周;称量、记录大鼠体质量变化,并运用组织病理学方法对模型进行验证。2、低强度超声对颞下颌关节骨关节炎模型大鼠进行治疗,分为五组:对照组、恢复组、安慰剂组、治疗组和创伤组,并运用组织病理学方法对软骨病变进行评价。提取大鼠颞下颌关节软骨,运用转录组测序技术检测安慰剂组与治疗组显著差异表达的基因,对测序结果进行生物信息学分析,挑选部分基因结合实时荧光定量PCR及蛋白质印记法验证测序结果。结果1、通过单侧咬合创伤方法成功建立了大鼠颞下颌关节骨关节炎模型,在实验早期(第1、2周),咬合创伤对大鼠体质量有较大影响,与对照组相比差异有统计学意义(P0.05)。8周时,实验组大鼠颞下颌关节软骨出现明显的骨关节炎病变,对照组和实验组的组织学评分分别为:4.33±0.52和8.67±1.67,P=0.000。2、低强度超声对单侧咬合创伤造成的骨关节炎有一定的治疗作用,组织病理学研究发现,治疗组的组织破坏及蛋白多糖丢失程度均轻于安慰剂组。通过测序技术及生物信息学分析,发现了58个显著差异基因,其中上调基因20个(治疗组/安慰剂组),下调基因38个(治疗组/安慰剂组)。通过生物信息学分析,挑选以下基因进行验证。在m RNA水平验证了ADAMTS-8、Per-2、Fndc-5、C1qa、C3、C5a R1、ItgαL、Itgb2、Serpine1、TNNC1受低强度超声显著调控;其中(与安慰剂组相比),低强度超声上调Per-2、C1qa、C3、C5a R1、ItgαL、Itgb2、Serpine1的表达,下调ADAMTS-8、Fndc-5、TNNC1的表达(P0.05)。通过Western Blot进一步在蛋白水平验证了低强度超声显著上调炎性大鼠颞下颌关节软骨中Per-2基因的表达,下调ADAMTS-8基因的表达。结论单侧咬合创伤可以造成稳定的大鼠颞下颌关节骨关节炎,低强度超声对单侧咬合创伤造成的骨关节炎有一定的治疗作用。低强度超声对TMJ-OA的治疗作用可能与Per-2的上调和ADAMTS-8的下调有关。
【图文】：

咬合创伤,造模方法,大鼠,单侧

本实验所有动物实验操作均经济南军区总医院伦理委员会批准，，所有动物造模前均适应性饲养一周。用乙醚将大鼠深度麻醉，麻醉时间大约 3 分钟，待麻醉显效后，将大鼠仰位固定于自制固定装置上，橡皮筋固定大鼠上颌门齿，下颌门齿用纱布条轻度拉开（最大张口度不超过 1.5cm）。小棉球清洁大鼠右侧上颌第一磨牙后，酸蚀剂常规酸蚀，湿润棉球彻底擦除酸蚀剂，手持吹耳球干燥酸蚀后的磨牙表面，并用干燥小棉球隔湿。涂布粘结剂，光固化树脂将一小段正畸弓丝（长度约为大鼠上颌第一磨牙近远中径）固定于磨牙表面，咬合垫高大约 0.5mm。术后将大鼠单独放置于纸箱中，严密观察状态，待正常活动后，放回笼中，自由饮食水。对照组大鼠未行咬合垫高及粘结正畸弓丝操作，其他操作同实验组。咬合垫高操作结束后，在一周内，每天检查大鼠口内咬合高点在位情况，一周后，每 3 天检查一次。正畸弓丝脱落即再次粘结，每次检查记录在位情况。

体质量,大鼠,实验组

分别在 0 周、1 周、2 周、3 周、4 周、8 周、12 周及实验组大鼠体质量。在同一时间点，采用独立样本 T 大鼠体质量差异是否有统计学意义，在 1、2、8 周时间大于实验组，且差异有统计学意义（P1=0.000;P2=0.003;P16 周时间点上，对照组大鼠体质量仍呈现大于实验组学意义（P3=0.145;P4=0.08;P12=0.26;P16=0.593）。对实数据进行析因方差分析，发现：在不同时间点的体质量.50，P=0.000）；在实验组和对照组之间的体质量差异P=0.000）；在不同时间点及实验分组之间不存在交互作用变化
【学位授予单位】：锦州医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R782.6

【参考文献】