腰骶神经根撕脱伤（LSRA）是一种严重的神经损伤，并伴有骨盆或骶骨骨折，通常由交通事故或高处坠落引起。LSRA的发病率较低，但可能会导致下肢毁灭性的神经功能障碍，如运动功能障碍、神经性疼痛和麻木，是名副其实的医学难题。目前，越来越多的研究集中在制定LSRA的治疗策略上。然而，由于对其发病机制的了解有限，LSRA的临床干预治疗效果还远不是最佳的。因此，揭示LSRA的潜在分子机制对未来的治疗进展具有重要意义。
2022年5-8月，海军军医大学第二附属医院（上海长征医院）陆续在Epigenomics，Frontiers in Molecular Biosciences和Frontiers in Genetics期刊发表LSRA系列文章，周志斌博士为该系列文章第一作者，朱磊副教授和陈爱民教授为通讯作者。研究者利用mA RNA 甲基化测序、全转录组测序技术对腰骶神经根撕脱大鼠（LSRA）进行研究，发现LSRA大鼠中mA水平显著升高，而mA修饰可能调控了mRNA表达水平；揭示了LSRA大鼠模型中诱导铁死亡，并确定了铁死亡相关基因的可能调控作用；还证实了一种circRNA_7025，在LSRA中发挥神经元抗凋亡作用。这些研究结果对揭示LSRA致病机制，寻找LSRA的治疗分子靶点具有重要意义。
下面让我们来回顾一下这3篇文章的主要内容：
腰骶神经根撕脱大鼠mA甲基组的转录学分析
技术路线：
主要结果：
与对照组大鼠（Sham）相比，腰骶神经根撕脱术后大鼠（LSRA）的在术后6h和24h整体mA水平显著升高，这与mA甲基化转移酶核心成分METTL3的表达改变一致。
MeRIP-seq结果筛选出1087个显著差异的mA峰，其中654个mA峰显著上调，433个mA峰显著下调，这些差异的mA峰主要富集在3’-UTR或5’- UTR中。
差异mA的转录本功能富集分析结果显示这些转录本参与了与神经元损伤相关的生物过程和信号通路。
mA与转录组联合分析揭示mA甲基化与mRNA表达水平之间存在显著相关性，转录本的差异表达可能是由mA甲基化调控的，可能是由IGF2BP2/YTHDF2/YTHDF3介导的。
本文揭示了mA修饰在LSRA的病理过程中的深刻作用，为探索mA修饰在LSRA过程中的功能提供了初步参考。
MeRIP-seq与RNA-seq联合分析结果
Zhou Z, Zhu L. Epitranscriptomic analysis of mA methylome in rats after lumbosacral nerve root avulsion. Epigenomics. 2022 May;14(10):589-600.
用RNA测序和生物信息学分析鉴别腰骶椎根撕脱症发病机制中潜在的铁死亡关键基因
技术路线：
主要结果：
LSRA 组大鼠出现铁死亡特异性变化，如线粒体萎缩和铁积累增加，铁死亡抑制剂去铁胺 (DFO) 可以缓解这些变化。
通过 RNA 测序鉴定得到46个铁死亡相关差异表达基因，通过qRT-PCR分析验证了这些基因的差异表达。
功能分析表明，铁死亡 DEGs 在与氧化应激反应、HIF-1 信号通路和肿瘤坏死因子信号通路相关的通路中显著富集。
PPI 网络分析表明，铁死亡 DEGs 中的一组关键基因与 HIF-1 信号通路相关。
构建HIF-1信号通路相关基因-miRNA网络，预测4个miRNA靶向关键差异基因，并证实了这些基因在转录水平和蛋白水平的上调。
本文揭示了LSRA中铁死亡相关基因的可能调控作用，为LSRA的发病机制提供新的见解。
铁死亡相关差异表达基因的鉴定图
Zhou Z, Lu J, Ma J, Zhu L. Identification of Potential Ferroptosis Key Genes in the Pathogenesis of Lumbosacral Spinal Root Avulsion by RNA Sequencing and Bioinformatics Analysis. Front Mol Biosci. 2022 Aug 5;9:902607.
腰骶脊髓根撕脱大鼠模型中circ RNA表达谱的生物信息学分析
技术路线：
主要结果：
对Sham组和LSRA组大鼠进行差异表达circ RNA和mRNA筛选，总共有1708个circ RNA和2263个mRNA在两组间有差异表达。功能注释结果表明这些差异mRNA和circRNA的潜在功能与神经元活动密切相关。
qRT-PCR验证，随机选择的circ RNA和mRNA的表达水平与测序结果一致，其中circRNA 7025表达水平在LSRA组显著下调。
构建神经元凋亡相关circRNA/miRNA/mRNA互作网络，预测circRNA 7025为神经元凋亡相关miRNA的靶点
过表达circRNA 7025显著降低了神经元凋亡率，表明circRNA 7025对神经元具有抗凋亡作用
本文的研究结果为识别治疗LSRA后神经元凋亡的新分子靶点提供了初步参考
神经元凋亡相关circRNA-miRNA-mRNA网络的构建
Zhou Z, Ma J, Cai J, Chen A, Zhu L. Bioinformatic analysis of circular RNA expression profiles in a rat lumbosacral spinal root avulsion model. Front Genet. 2022 Aug 12;13:920493.
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