脫氧雪腐鐮刀菌烯醇致小鼠畸形骨骼組織差異表達(dá)基因及相關(guān)通路分析

李 巖，趙英會(huì)，莊東明，李曉霞，于愛蓮*

（泰山醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，山東 泰安 271000）

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇致小鼠畸形骨骼組織差異表達(dá)基因及相關(guān)通路分析

李 巖，趙英會(huì)，莊東明，李曉霞，于愛蓮*

（泰山醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，山東 泰安 271000）

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON）是一種主要由禾谷鐮刀菌產(chǎn)生的單端孢霉烯族毒素［1］，它是谷類食物中的一種常見污染源。二十世紀(jì)初有報(bào)道DON與動(dòng)物骨骼畸形有關(guān)，它能引起鳥類軟骨發(fā)育不全，小鼠的胸肋分節(jié)不正常等［2］。Collins等［3］研究結(jié)果顯示，DON可以引起多個(gè)部位的骨化程度下降、胸關(guān)節(jié)的不合并以及異常等。對(duì)于DON引起骨骼畸形的機(jī)制研究甚少，僅有Sergeev等［4］進(jìn)行了初步研究，發(fā)現(xiàn)口服DON的小鼠出現(xiàn)體內(nèi)鈣平衡紊亂。本研究采用具有準(zhǔn)確性高、數(shù)據(jù)可靠、高密度和高通量分析特點(diǎn)的NimbleGen 60mer小鼠全基因組12×135k長寡核苷酸基因表達(dá)譜芯片，檢測小鼠正常骨骼組織和畸形骨骼組織基因表達(dá)譜的變化。通過基因本體學(xué)（gene o ntology，GO）分析軟件，對(duì)差異表達(dá)基因的生物學(xué)功能進(jìn)行注釋或基因分類，篩選出兩組之間具有顯著性差異的GO條目。通過DAVID database數(shù)據(jù)庫篩選骨骼組織差異表達(dá)基因所涉及到的信號(hào)傳導(dǎo)通路，為闡明DON致骨骼畸形的分子機(jī)制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

DON毒素，購自Sigma公司；健康性成熟的昆明小鼠，購自山東大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心；Trizol試劑盒，購自Invitrogen公司；Mus musculus 12×135k小鼠全基因組寡核苷酸芯片，購自上?？党缮锕こ逃邢薰?；NimbleGen 芯片雜交試劑盒，購自Roche公司。

1.2 動(dòng)物模型的建立與取材

取妊娠母鼠30只，隨機(jī)分成空白對(duì)照組、溶劑對(duì)照組、低劑量DON染毒組、中劑量DON染毒組、高劑量DON染毒組共5組，每組各6只，空白對(duì)照組不作任何處理。溶劑對(duì)照組注射丙二醇和生理鹽水配制的溶劑，3個(gè)實(shí)驗(yàn)組分別按4、6.4和10 mg/kg設(shè)置DON濃度梯度，于妊娠第7、8、9、10天連續(xù)腹腔注射。母鼠妊娠第18天，頸椎脫臼法處死母鼠，剖腹取出胎鼠并去除皮膚與內(nèi)臟，保留顱骨及脊柱骨架。

1.3 總RNA的提取

取100 mg新鮮椎體骨骼組織樣品，用Trizol法提取總RNA，操作方法按照試劑盒說明書。分光光度儀測定吸光度值D（260）和D（280），計(jì)算濃度。

1.4 cDNA基因表達(dá)譜芯片

進(jìn)行cDNA的合成（參照Invitrogen Superscript雙鏈cDNA合成試劑盒），用Nanodrop進(jìn)行cDNA定量和質(zhì)控。用NimbleGen單色DNA標(biāo)記試劑盒Cy3標(biāo)記已合成好的cDNA標(biāo)本。然后在標(biāo)準(zhǔn)條件下將標(biāo)記好的cDNA和cDNA基因表達(dá)譜芯片進(jìn)行雜交（參照NimbleGen芯片雜交試劑盒）。cDNA基因表達(dá)譜芯片有44 170個(gè)不同的cDNA，以管家基因GAPDH作為內(nèi)參。雜交信號(hào)的熒光強(qiáng)度用GenPix4000B芯片掃描儀進(jìn)行檢測。

將實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)字型數(shù)據(jù)保存，使用GenePix pro V6.0軟件讀取原始熒光值，并對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算。用t檢驗(yàn)篩選兩組之間比較P＜0.05的基因且倍數(shù)變化大于2的為差異表達(dá)基因，P值越小，越有理由說明該基因在兩樣本間表達(dá)不同。

1.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR

選取對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中與骨骼發(fā)育密切相關(guān)的6個(gè)差異表達(dá)基因，GAPDH作為內(nèi)參，用qPCR驗(yàn)證芯片結(jié)果。總反應(yīng)體系25 μL，包括dNTP 2.5 μL，cDNA 1 μL，終濃度0.25× SYBR Green 2.5 μL，10 μmol/L正向和反向PCR特異性引物各1 μL，Tap聚合酶1 μL等。反應(yīng)條件為95 ℃、5 min，然后在95 ℃、10 s變性、59℃、15 s退火，共35個(gè)循環(huán)，最后72℃ 、20 s延伸。

1.6 差異表達(dá)基因的功能分析及通路分析

采用基因本體學(xué)（gene ontology，GO）分析軟件，對(duì)篩選出的差異表達(dá)基因的生物學(xué)功能進(jìn)行基因分類，篩選出在兩組之間具有顯著性差異的GO條目。從生物學(xué)過程、分子功能和細(xì)胞組分3個(gè)方面對(duì)基因的功能進(jìn)行分類。采用Genespring GX軟件和DAVID database 數(shù)據(jù)庫對(duì)上述篩選到的差異基因所涉及到的信號(hào)通路進(jìn)行檢索分析，探討DON致骨骼畸形的分子機(jī)制。

2 結(jié) 果

2.1 胎鼠骨骼組織差異表達(dá)基因的確定

對(duì)正常對(duì)照組胎鼠和母鼠DON染毒后所產(chǎn)畸形胎鼠椎體骨骼組織中反轉(zhuǎn)錄后產(chǎn)生的cDNA進(jìn)行基因芯片檢測發(fā)現(xiàn)，在總共的44 170個(gè)基因中，篩選出972個(gè)差異表達(dá)基因，占總數(shù)的2.20%，經(jīng)DON染毒后有445個(gè)基因表達(dá)下調(diào)，517個(gè)基因表達(dá)上調(diào)；差異倍數(shù)大于2倍的基因有282個(gè)（P＜0.05），其中上調(diào)基因134個(gè)，下調(diào)基因148個(gè)。表達(dá)上調(diào)的基因中與骨骼發(fā)育密切相關(guān)的有Pax1、Fbn1、Col9a2、Papss2和Lgals3；表達(dá)下調(diào)的基因中與骨骼發(fā)育密切相關(guān)的有Runx2、Pthlh、Hexb、s100a9。表達(dá)有顯著性差異的基因除了編碼與骨骼畸形有關(guān)的蛋白、胚胎畸形有關(guān)的蛋白（見表1），還包括編碼與癌癥、血液、炎癥、神經(jīng)系統(tǒng)等有關(guān)的蛋白以及未知功能的蛋白。

2.2 實(shí)時(shí)熒光定量PCR驗(yàn)證結(jié)果

在小鼠胚胎骨骼組織差異表達(dá)的基因中，隨機(jī)選取6個(gè)基因Pax1、Runx2等做qPCR檢測，發(fā)現(xiàn)上調(diào)基因和下調(diào)基因的變化趨勢和cDNA微陣列的變化趨勢一致，見圖1。

2.3 差異表達(dá)基因的功能分析結(jié)果

通過GO分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組椎體骨骼組織中差異表達(dá)的基因，有32.80%與生物過程有關(guān)，32.80% 與細(xì)胞組分有關(guān)，另有35.18%與分子功能有關(guān)。三方面中各亞層次所占比例見圖2～圖4。

2.4 差異表達(dá)基因信號(hào)傳導(dǎo)通路分析結(jié)果

經(jīng)DAVID database數(shù)據(jù)庫分析共涉及信號(hào)傳導(dǎo)通路153個(gè)。篩選出骨骼樣本差異表達(dá)基因通路分析結(jié)果中富集程度在前10位的通路與基因，見表2。在所涉及通路中已知與骨骼發(fā)育相關(guān)的差異表達(dá)通路為P53、MAPK signaling pathway、Wnt signaling pathway、Cysteine and methionine metabolism、Notch、Jak-STAT signaling pathway、PPAR signaling pathway、Terpenoid backbone biosynthesis、Insulin signaling pathway、Calcium signaling pathway、Hedgehog signaling pathway等。上述通路中所涉及重要基因WNT10B，IKbKb，F(xiàn)GF11等表達(dá)明顯子異常。

3 討 論

骨骼組織的發(fā)育受到多種基因的調(diào)控，一旦基因在自我更新的過程中受到外界物理、化學(xué)和生物因素的影響后基因的表達(dá)發(fā)生改變，導(dǎo)致骨骼發(fā)育異常。目前表達(dá)譜基因芯片在動(dòng)物基因組和毒理基因組學(xué)中發(fā)揮重要作用。近年來有報(bào)道用基因芯片技術(shù)研究氟中毒對(duì)骨骼發(fā)育的影響，但DON 作為導(dǎo)致骨骼畸形的一個(gè)生物因素，其分子機(jī)制尚未見報(bào)道。

本研究應(yīng)用基因本體學(xué)對(duì)差異表達(dá)基因的生物學(xué)功能進(jìn)行注釋和基因分類，在生物過程中，生物調(diào)節(jié)相關(guān)的差異表達(dá)基因占18%，包括細(xì)胞周期代謝過程的調(diào)節(jié)、大分子代謝過程的調(diào)節(jié)和基因表達(dá)調(diào)節(jié)等，這提示DON影響細(xì)胞代謝過程和骨骼發(fā)育基因的異常表達(dá)，導(dǎo)致骨骼發(fā)育異常。而在分子功能中發(fā)現(xiàn)，36%的差異表達(dá)基因與結(jié)合有關(guān)，主要為蛋白結(jié)合、離子結(jié)合與陽離子結(jié)合等。早在90年代Sergeev等［5］就證明口服DON可導(dǎo)致小鼠體內(nèi)鈣平衡紊亂。DON可能通過改變Ca2+濃度，造成成骨細(xì)胞增殖異常，出現(xiàn)骨骼發(fā)育障礙。

在差異表達(dá)的基因中Pax1編碼的蛋白質(zhì)可作為上游主調(diào)控因子在多個(gè)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路中起重要作用。在胚胎發(fā)育過程中可調(diào)控細(xì)胞分化、更新和凋亡。即使對(duì)一些已經(jīng)發(fā)生特定分化的細(xì)胞，對(duì)其細(xì)胞功能的保持也起到重要調(diào)控作用［5］，目前研究表明，Pax 基因的非正常表達(dá)會(huì)導(dǎo)致多種器官組織發(fā)育畸形［6］。 在敲除Pax1和Pax9基因的小鼠胚胎發(fā)育過程中完全觀察不到脊柱形成，Pax1或Pax9單個(gè)基因缺失的小鼠胚胎表現(xiàn)為不同程度的脊柱畸形［7-8］。本研究結(jié)果顯示，Pax1基因表達(dá)上調(diào)2.548倍，差異顯著，經(jīng)RTPCR檢測發(fā)現(xiàn)，DON作用于成骨細(xì)胞使Pax1基因表達(dá)上調(diào)，其mRNA轉(zhuǎn)錄水平增加，以此推論DON導(dǎo)致的骨骼畸形可能與Pax1基因表達(dá)上調(diào)有關(guān)。

Runx2基因是成骨細(xì)胞內(nèi)的特異性轉(zhuǎn)錄因子，其功能主要是促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化和抑制成骨細(xì)胞成熟，Enomoto等［9］使用 Runx2基因缺陷的小鼠為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)Runx2缺失使小鼠顱骨細(xì)胞無法分化為成骨細(xì)胞。Takeda等［10］使用轉(zhuǎn)基因小鼠研究發(fā)現(xiàn)，Runx2可以促使軟骨細(xì)胞發(fā)育成熟，使用顯性負(fù)突變的DNRunx2抑制了軟骨細(xì)胞的成熟。本研究顯示DON處理后Runx2基因表達(dá)下調(diào)2.269倍，且小鼠成骨細(xì)胞內(nèi)Runx2基因隨著DON濃度的增加，表達(dá)量明顯降低。小鼠成骨細(xì)胞在DON的影響下，周期分布改變，凋亡率增加，Runx2基因表達(dá)下調(diào)，可導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)骨骼畸形，為今后DON致畸的研究以及臨床治療提供了理論依據(jù)。

差異表達(dá)基因信號(hào)傳導(dǎo)通路分析結(jié)果表明，未發(fā)現(xiàn)已知的與骨骼發(fā)育密切相關(guān)的BMP信號(hào)通路，而癌癥發(fā)生通路富集基因最多，共有15個(gè)差異基因，幾個(gè)重要的與骨骼發(fā)育、成骨細(xì)胞分化等有關(guān)的基因如PRKCA、FGF、WNT10B和MAPK8均為下調(diào)基因，說明DON影響許多相關(guān)基因的共同改變才可以產(chǎn)生細(xì)胞表型效應(yīng)。該信號(hào)傳導(dǎo)通路在DON致骨骼畸形中的作用機(jī)制有待深入研究。

其中P53作為抑癌基因，P53蛋白在調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、DNA修復(fù)和凋亡等過程中起關(guān)鍵作用。有研究表明P53與調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞分化、骨骼形成有關(guān)，P53通過DNA結(jié)合依賴的最小啟動(dòng)，抑制osterix的轉(zhuǎn)錄，P53缺失小鼠增加巨噬細(xì)胞集落刺激因子，有利于成骨細(xì)胞的分化［11］。本研究表明，DON影響P53信號(hào)途徑中共涉及8個(gè)基因，6個(gè)上調(diào)基因，只有STEAP3和PTEN為下調(diào)基因，在上調(diào)基因中Gadd45b，差異近2倍，為已知的P53應(yīng)答基因，其產(chǎn)物過表達(dá)引起細(xì)胞周期在G1期停滯。下調(diào)2.2倍的PTEN基因10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源物，是一個(gè)重要的抑癌分子，位于10q23.3，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為515 k b的mRNA。其蛋白產(chǎn)物有一酪蛋白磷酸酶的功能區(qū)和約175個(gè)氨基酸左右的與骨架蛋白tenasin，auxilin同源的區(qū)域。PTEN基因可能通過去磷酸化參與細(xì)胞調(diào)控。其可能與酪氨酸激酶競爭共同的底物，在腫瘤的發(fā)生，發(fā)展中起重要作用。P53蛋白是脊柱動(dòng)物DNA損傷響應(yīng)調(diào)控因子，有研究證明，DON可導(dǎo)致DNA斷裂和損傷［12］，DNA鏈斷裂是P53依賴性細(xì)胞凋亡的誘因之一，骨組織細(xì)胞凋亡導(dǎo)致骨骼發(fā)育異常。PTEN在骨代謝調(diào)控和骨穩(wěn)態(tài)維持中具有重要的作用，PTEN基因敲除導(dǎo)致骨質(zhì)硬化癥［13］。P53如何對(duì)PTEN的功能失調(diào)產(chǎn)生應(yīng)答需進(jìn)一步研究。

Wnt信號(hào)通路通過調(diào)節(jié)胚胎期軟骨發(fā)育，以及出生后軟骨發(fā)生、成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞生成、軟骨內(nèi)成骨、骨重塑、骨折修復(fù)等過程，調(diào)控骨骼系統(tǒng)相關(guān)疾病和骨代謝。近年研究表明，Wnt通路在人類胚胎發(fā)育、細(xì)胞增殖與分化、腫瘤發(fā)生、骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)疾病中發(fā)揮重要作用［14］。其通過在細(xì)胞分化不同階段的正向和負(fù)向調(diào)控機(jī)制，保證了軟骨細(xì)胞在特定位置以合適的速率穩(wěn)定有序分化。在Wnt家族及其作用途徑的相關(guān)信號(hào)分子中，無論何種分子和亞型的異常表達(dá)都可能破壞Wnt系統(tǒng)維系的正負(fù)平衡機(jī)制，導(dǎo)致骨骼系統(tǒng)畸形。本研究發(fā)現(xiàn)，DON致胎鼠畸形骨骼組織中Wnt信號(hào)的改變涉及10個(gè)基因，其中5個(gè)上調(diào)，5個(gè)下調(diào)，重要的基因Wnt10b下調(diào)1.7倍，有研究表明Wnt10b的信號(hào)抑制脂肪細(xì)胞并刺激造骨細(xì)胞生長，即減少脂肪，增加骨骼［15］。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，骨髓中Wnt10b的高水平表達(dá)能直接增加小鼠骨頭的密度和重量。且研究確定出調(diào)節(jié)骨骼形成的Wnt家族中的一種特殊信號(hào)蛋白的功能。

總之，我們首次通過cDNA基因芯片高通量的篩選DON引起小鼠骨骼組織差異表達(dá)基因。本研究通過對(duì)上述差異基因的通路分析，經(jīng)DAVID database數(shù)據(jù)庫篩選共涉及通路153條，其中與骨骼發(fā)育密切相關(guān)的共8條，并對(duì)其與骨骼發(fā)育過程中的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析，探討DON可引起骨骼畸形通路的相關(guān)基因及其功能，為深入研究DON引起骨骼畸形的分子機(jī)制奠定了理論基礎(chǔ)。

［1］ Moon Y，Kim HK，Suh H，et al. Toxic alterations in chick embryonic liver and spleen by acute exposure to Fusariumproducing mycotoxin deoxynivalenol［J］. Biol Pharm Bull，2007，30（9）：1808-1812.

［2］ Debouck C，Haubruge E，Bollaerts P，et al. Skeletal deformities induced by the intraperitoneal administration of deoxynivalenol（vomitoxin） i n m ice［J］. I nt O rthop，2001，25（3）：194-198 .

［3］ Collins TF，Sprando RL，Black TN，et al. Effects of deoxynivalenol （DON，vomitoxin） on in utero development in rats［J］. Food Chem Toxicol，2006，44（4）：747-757

［4］ Sergeev IN，Kravchenko LV，Piliia NM，et al. The effect of the trichothecene mycotoxin deoxynivalenol （vomitoxin） on calcium homeostasis，vitamin D metabolism and receptors in rats［J］. Vopr Med Khim，1990，36（5）：26-29.

［5］ 鄧紅文，劉耀中. 骨生物學(xué)前沿［M］. 北京：高等教育出版社，2006：14.

［6］ 劉忠厚. 骨礦與臨床［M］. 北京：中國科技出版社，2006：3.

［7］ 劉秀芳，張愛華，張紅英，等. 脫氧雪腐鐮刀菌烯醇誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡及其凋亡相關(guān)因子的初步研究［J］. 畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2008，39（6）：778-783.

［8］ 王秀，王蔚，王義權(quán). Pax 基因功能及其選擇性剪接的研究進(jìn)展［J］. 生命科學(xué)，2008，20（1）：125-130.

［9］ Enomoto H，F(xiàn)uruichi T，Zanma A，et al. RUNX2 deficiency in chondrocytes causes radiogenic changes in vitro［J］. J Cell Sci，2004，117（Sup 3）：417-425.

［10］ Takeda S，Bonnamy JP，Owen MJ，et al. Continuous expression of CBFα1 in nonhypertrophic chondrocytes uncovers its ability to induce hypertrophic chondrocyte differentiation and partially rescues CBFα1-deficientmice［J］. Genes Dev，2001，15（4）：467-481.

［11］ Rauch DA，Hurchla MA，Harding JC，et al. The ARF tumor suppressor regulates bone remodeling and osteosarcoma development in mice［J］. P LoS One，2010，5（12）：e 15755.

［12］ 伍力，尹杰，馮澤猛，等. 脫氧雪腐鐮刀菌烯醇毒理作用研究進(jìn)展［J］. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào)，2013，8（3）：331-337.

［13］ Hsieh SC，Chen NT，Lo SH. Conditional loss of PTEN leads to skeletal abnormalities and lipoma formation［J］. Mol Carcinog，2009，48（6）：545-552.

［14］ 陳小靜，高艷虹. Wnt信號(hào)通路調(diào)控間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化的研究進(jìn)展［J］. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)：醫(yī)學(xué)版，2013， 33（1）：99-103.

［15］ 李寶新，李玉坤. Wnt信號(hào)通路對(duì)骨調(diào)節(jié)研究新進(jìn)展［J］. 國

Differential gene expression and related pathways of skeletal malformations induced by deoxynivalenol in mice

LI Yan，ZHAO Yinghui，ZHUANG Dongming，LI Xiaoxia，YU Ailian*
（School of Basic Medicine Sciences， Taishan Medical University， Tai’an 271000， Shandong， China）

目的： 篩選脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）致小鼠胚胎畸形骨骼組織的差異表達(dá)基因及相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路，從基因水平上闡明DON致小鼠骨骼畸形的分子基礎(chǔ)。方法：取孕期小鼠30只，隨機(jī)分成3個(gè)不同濃度DON染毒組、溶劑對(duì)照組和空白對(duì)照組，每組6只，將DON染毒組孕鼠于孕期第7～10天連續(xù)腹腔注射DON，染毒后第18天麻醉剖腹取出胎鼠骨骼組織，提取椎骨骨骼組織總RNA，通過反轉(zhuǎn)錄法獲取畸形骨骼組織和正常對(duì)照組骨骼組織的cDNA，并對(duì)其分別進(jìn)行熒光標(biāo)記，采用全基因組芯片技術(shù)對(duì)小鼠胚胎畸形骨骼組織與正常對(duì)照組織的差異基因表達(dá)譜進(jìn)行分析，采用基因本體學(xué)分析軟件對(duì)差異表達(dá)基因進(jìn)行功能分析，DAVID database數(shù)據(jù)庫篩選差異表達(dá)基因涉及的信號(hào)通路，并利用熒光定量PCR（qPCR）技術(shù)對(duì)基因芯片結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果：在DON染毒組小鼠全基因組芯片上篩選出差異基因282個(gè)，其中下調(diào)148個(gè)，上調(diào)134個(gè)；在差異表達(dá)基因分析的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)基因涉及到的通路有153個(gè)。qPCR結(jié)果表明，上調(diào)基因Fbn1、Co19a2、Papss2、Pax1F和下調(diào)基因Runx2、Pthlh等6個(gè)差異表達(dá)基因的相對(duì)定量結(jié)果與基因芯片檢驗(yàn)結(jié)果表達(dá)趨勢一致。結(jié)論：應(yīng)用基因表達(dá)譜芯片初步篩選出DON所致胎鼠畸形骨骼與正常胎鼠骨骼組織中的差異表達(dá)基因，并通過通路分析發(fā)現(xiàn)，上述差異表達(dá)基因涉及多條信號(hào)傳導(dǎo)通路。

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇；骨骼畸形；基因芯片；差異表達(dá)基因；傳導(dǎo)通路

OBJECTIVE:To screen the differential gene expression and related pathways of fetal skeletal malformations induced by deoxynivalenol（DON） in mice，and to explore the mechanism of deformities induced by DON at the molecular level.METHODS：30 pregnant mice were randomly divided into 3 experimental groups and 2 control groups，6 in each group. DON injection was performed from days 7 to 10 of pregnancy by intraperitoneal injection into pregnant mice. At GD 18，all mice were killed under isoflurane anesthesia，and vertebral bone tissue of fetuses were collected. Total RNA of vertebral bone tissues was extracted and cDNA was obtained by RT-PCR. Using whole genome microarray technology，the gene expression profiles and the pathways of the rat vertebral bone tissue were studied. Analysis of the function of differentially expressed genes was performed by using software of gene ontology. Screening signaling pathways of differentially expressed genes was done by DAVID database. The results were verified by fluorescence quantitative PCR（qPCR） technology.RESULTS：Microarray analysis showed that 282 genes，including 148 downregulated and 134 up-regulated genes，were abnormally expressed in fetal vertebral bones after maternal DON exposure. 153 pathways were related to the differentially expressed genes. The relative quantitative results of qPCR were consistent with the results of gene chip test in Fbn1，Co19a2，Papss2， Pax1，Runx2 and Pthlh genes.CONCLUSION：There were differential gene expressions in deformed fetal skeleton between deoxynivalenol-treated rats and normal rats，involving multiple signaling pathways. The differentially expressed genes and signaling pathways may be related to themolecular mechanisms of deformities induced by DON.

deoxynivalenol；skeletal d eformities；gene c hip；differentially e xpressed g enes；signaling p athways

Q344*.13

A

1004-616X（2015）01-0001-05

10.3969/j.issn.1004-616x.2015.01.001

2014-05-11；

2014-01-06

山東省科技攻關(guān)項(xiàng)目（2007GG30002016）；國家傳染病重大專項(xiàng)合作項(xiàng)目（2009ZX10004-216）；山東省自然科學(xué)基金（ZR2013HL060）

作者信息：李巖，E-mail：liyan2313935@163.com。*通信作者，于愛蓮，E-mail:alyu@tsmc.edu.cn