PCOS患者卵泡液外泌体miRNA谱差异表达及生物信息学分析

目的检测多囊卵巢综合征(PCOS)患者卵泡液外泌体微小RNA(miRNA)的表达差异,探究其成为胚胎质量相关的潜在生物标志物的可能性。方法收集2017年9月至2018年2月在同济大学附属同济医院生殖医学中心接受卵胞浆内单精子注射(ICSI)助孕的女性不孕症患者[包括12例PCOS患者(PCOS组)和12例卵巢功能正常的不孕症患者(对照组)]的卵泡液。依据D3胚胎质量将两组卵泡分为优胚组(PCOS-1,n=11;对照-1,n=15)和非优胚组(PCOS-2,n=11;对照-2,n=15),将对应卵泡液等量混合形成4个25 ml卵泡液池。利用试剂盒提取卵泡液外泌体,使用Illumina HiSeq 2500平台检测外泌体miRNA表达量,构建miRNA差异表达谱。利用生物信息学方法(miRanda、miRDB和miRTarBase软件和KOBAS数据库)预测差异miRNA的靶基因,再对靶基因进行GO功能注释和KEGG通路分析;利用Cytoscape_v3.8.2软件进行互作网络分析并计算网络及各个节点的拓扑特性。结果(1)与优胚组相比,非优胚组有9个显著差异表达的外泌体miRNA,其中7个表达上调,2个表达下调(P<0.05且|-log2(Fold Change)|≥1)。预测靶基因后采用GO和KEGG、Cytoscape_v3.8.2分析发现,hsa-miR-200a-3p、hsa-miR-141-3p共同调控靶基因,主要富集在P13K-Akt、调节干细胞多能性信号通路,涉及蛋白结合、核酸结合等分子功能。(2)与PCOS-1组相比,PCOS-2组有120个显著差异表达的外泌体miRNA,其中57个表达上调,63个表达下调(P<0.01且|-log2(Fold Change)|≥2)。预测靶基因后采用GO和KEGG、Cytoscape_v3.8.2分析发现,hsa-miR-26b-5p、hsa-miR-483-5p、hsa-miR-218-5p、hsa-miR-320b、hsa-miR-320c等关键miRNA调控靶基因,主要富集在MAPK、P13K-Akt、FoxO、FAK、mTOR、Ras/MAPK胰岛素信号通路、AGE-RAGE信号通路以及癌症、细胞周期等信号通路,参与细胞代谢调控、细胞大分子代谢、细胞调控等生物过程,涉及离子结合、DNA结合、酶活性等分子功能。结论筛选所得的核心外泌体miRNA可能影响PCOS患者胚胎发育的过程,有可能成为预测胚胎质量的生物标志物。