玉米花粉高温胁迫相关miRNA的筛选及其靶基因分析

以高耐热玉米品种郑单958、低耐热玉米品种先玉335为材料,以正常生长条件为对照,在花期进行高温胁迫,通过miRNA高通量测序筛选玉米花粉中的差异表达miRNA,然后预测其靶基因,并对靶基因的本体特征和代谢通路进行富集分析。结果表明,共筛选到818个miRNA前体序列。在郑单958高温胁迫花粉与对照花粉对比组(HT958 vs CK958)中共筛选到19个显著差异表达miRNA序列,其中15个miRNA序列上调表达,4个下调表达,3个miRNA序列达到极显著水平(P<0.01)。对这19个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了503个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、微管生物学过程、磷酸化作用、RNA聚合酶Ⅱ正向调控转录过程、甲基化作用等,KEGG富集较显著的代谢通路分别是谷胱甘肽代谢、碳代谢、花生四烯酸代谢、糖酵解/糖异生、叶酸生物合成等。在先玉335高温胁迫花粉与对照花粉对比组(HT335 vs CK335)中共筛选到15个显著差异表达miRNA序列,其中7个miRNA序列上调表达,8个下调表达,1个miRNA序列达到了极显著水平(P<0.01)。对这15个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了454个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化作用、蛋白质水解、DNA修复等,富集较显著的KEGG代谢通路分别是其他多糖降解、亚油酸代谢、代谢通路、硫胺素代谢、内质网内蛋白质加工过程等。在郑单958高温胁迫花粉与先玉335高温胁迫花粉对比组(HT985 vs HT335)中共筛选到85个显著差异表达miRNA序列,其中35个miRNA序列为上调表达,50个为下调表达,24个miRNA序列达到了极显著水平(P<0.01)。对这85个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了2 286个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化、蛋白质水解、跨膜转运等,富集较显著的代谢通路分别是鞘脂类代谢、淀粉和蔗糖代谢、其他多糖降解、代谢通路、半胱氨酸及甲硫氨酸代谢等。在HT958 vs CK958与HT335 vs CK335对比组中共筛选到94个显著差异表达miRNA序列,其中(预测全新)PC-3p-10069_1143、(预测全新)PC-3p-18335_646、(玉米)zma-miR164f-5p等28个miRNA序列达到了极显著水平(P<0.01)。对这94个显著差异表达miRNA的靶基因进行预测,共获得了4 569个基因转录本,其富集较多的GO生物学过程条目分别为转录调控DNA-模板、磷酸化作用、蛋白质磷酸化、蛋白质转运、蛋白质水解等,其富集较显著的KEGG代谢通路分别是内质网内蛋白质加工过程、真核生物核糖体生物合成、剪接体、鞘脂类代谢、内吞作用等。

小麦miRNA靶基因的体外实验验证

miRNA是一类内源非编码单链小RNA,广泛存在于动植物中,主要通过切割靶基因或者抑制靶基因表达参与细胞分化、生长和发育等多种生物学调控。目前缺少一种快速简便验证miRNA靶基因的方法。本研究基于前期筛选到的小麦特有的miRNA——Tae-miR9666a,合成其前体及前体突变体,并连接到表达载体上,构建含有GFP(绿色荧光蛋白)标记的靶基因过表达载体,共转化烟草,通过观察GFP的荧光亮度判断靶基因的切割情况,以此来验证miRNA与靶基因的相互作用。结果发现,共转miRNA前体的烟草叶片的荧光亮度较低,表明靶基因被miRNA切割,其后的GFP无法正常表达;共转miRNA前体突变体的烟草叶片的荧光亮度与单转靶基因的相当,表明miRNA前体突变体未切割靶基因,导致GFP正常表达。本实验有效证明了miRNA的靶基因切割情况,也表明利用烟草验证miRNA与靶基因相互作用是可行的。

基于转录组测序筛选多囊卵巢综合征外周血中差异表达基因及miRNA

目的:基于转录组测序并结合生物信息学技术分析多囊卵巢综合征(PCOS)患者与健康人群全血样本来源的微阵列数据,筛选差异表达基因及miRNA,为PCOS的临床诊疗提供新见解。方法:从GEO数据库筛选并下载GSE54248数据集,利用R软件limma包筛选PCOS组与对照组的差异表达基因,并对其进行GO和KEGG富集分析。使用在线分析工具STRING数据库用于分析蛋白质-蛋白质相互作用,并通过Cytoscape构建PPI互作网络,使用CytoHubba插件中的MCC、Degree、Closeness、Bottleneck四种算法计算后取交集识别Hub基因。通过NetworkAnalyst构建Hub基因的靶向miRNA网络图。qRT-PCR法检测PCOS组及对照组外周血中IL-1β、FCGR3A、CD79B、CD27和CD52表达。结果:从GSE54248数据集中共筛选鉴定出98个差异表达基因,其中55个上调基因,43个下调基因。GO富集分析表明,差异基因生物学过程主要集中于蛋白质自身磷酸化、白细胞介导的免疫、淋巴细胞介导的免疫、免疫反应调节信号通路等。KEGG显著富集了3个信号通路,分别为原发性免疫缺陷、造血细胞系及Th17细胞分化。结合PPI网络与CytoHubba的四种算法的结果,得到了IL-1β、FCGR3A、CD79B、CD27和CD52这5个Hub基因。结合miRNA-靶基因的共表达网络,有5种miRNAs,包括hsa-miR-375、hsa-miR-34a-p、hsa-miR-126-3p、hsa-miR-146a-5p及hsa-miR-449a等被预测可能是PCOS患者外周血中关键的miRNA分子。qRT-PCR结果证实,与对照组相比,PCOS组患者外周血中IL-1β表达升高(P<0.05),FCGR3A、CD79B、CD27表达均显著升高(P<0.01)。结论:本研究通过公共数据库挖掘鉴定出IL-1β、FCGR3A、CD79B、CD27可能作为关键基因参与PCOS的病理生理过程,并通过生物信息学分析鉴定了5个可能调控PCOS的miRNA。该结果将为进一步阐明PCOS的发生发展机制提供新思路,也将为PCOS提供新的药物靶点和诊疗思路。

Hcy促血管平滑肌细胞增殖迁移相关的miRNAs筛选研究

目的明确同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)对人源血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)增殖迁移的影响以及分析Hcy干预下VSMC增殖迁移相关差异miRNAs,为探讨Hcy促VSMC增殖迁移的分子机制提供依据。方法体外培养VSMC,分为Control组和100μmol·L^(-1) Hcy组。采用CCK-8法测量VSMC的增殖活性;采用划痕实验分析VSMC在0 h和48 h的迁移情况。高通量测序分析各组VSMC中差异化表达的miRNAs,采用miRanda和TargetScan软件进行靶基因预测,使用BLAST软件将预测靶基因序列与GO和KEGG数据库比对,分析靶基因的功能,获得与VSMC增殖和迁移相关的靶基因信息。通过RT-qPCR对其中表达上调的miRNAs进行验证。结果Hcy干预能增加VSMC的增殖活力(P<0.01),且VSMC的划痕面积减少(P<0.01)。两组细胞共检测到576个miRNAs,其中已知miRNAs 404个,新预测miRNAs 172个。与Control组相比,Hcy组存在88个差异表达的miRNAs,其中表达上调的20个,表达下调的68个。与VSMC增殖和迁移相关的miRNAs有20个,表达上调的包括miRNA39、miRNA206和miRNA212-5p,表达下调的包括miRNA35等17个。RT-qPCR结果显示,Hcy组miRNA212-5p的表达上调(P<0.05)。结论Hcy致VSMC增殖迁移过程中存在差异表达的miRNAs,miRNA212-5p可能参与了Hcy对VSMC的作用。

骨关节炎的氧化应激相关基因和免疫浸润分析

背景:目前对于骨关节炎的发病机制尚不清楚,缺乏有效控制疾病的手段,且研究多集中在免疫领域,对氧化应激领域研究较少。目的:探索氧化应激与免疫浸润在骨关节炎中的作用,并预测相关miRNA和治疗药物。方法:从GEO数据库中获取GSE55235数据集(10例骨关节炎样本和10例健康对照样本)和GSE55457数据集(10例骨关节炎样本和10例健康对照样本)进行合并,获取差异表达基因,并结合氧化应激基因得到差异表达氧化应激基因。对差异表达氧化应激基因进行KEGG、GO富集分析,并使用GSEA富集分析评价骨关节炎通路和生物过程。使用STRING在线平台和Cytoscape软件建立了蛋白质相互作用网络,运行Degree算法得到关键基因,从GEO数据库中获取GSE1919作为验证数据集,对关键基因进行差异分析及受试者工作特征曲线分析,得到核心基因。此外,用CIBERSORT对免疫浸润进行评估,并探索核心基因与免疫细胞的相关性,使用TargetScan对核心基因进行miRNA预测及使用DSigDB数据库对靶点药物进行预测。结果与结论:①确定了65个差异表达氧化应激基因和5个核心基因(IL1B、CXCL8、MYC、NFKBIA、JUN);②富集分析结果显示,差异表达氧化应激基因的主要聚焦点包括氧化应激、白细胞介素17、破骨细胞分化、流体剪切应力以及动脉粥样硬化等通路;③5个核心基因的受试者工作特征曲线下面积均>0.85,说明对诊断骨关节具有良好的特异性和敏感性,且与免疫细胞密切关联;④miRNA的预测结果是hsa-miR-3937,治疗小分子药物包括二甲双胍、离子霉素和塞来昔布等。结果表明:骨关节炎中存在氧化应激与免疫浸润,且免疫浸润参与激活氧化应激。核心基因及预测的miRNA可作为诊断骨关节炎的新型标志物,预测的小分子药物可治疗骨关节炎。

热应激对羊成肌细胞部分miRNA的影响及其生物信息学分析与靶基因预测

[目的]本文旨在探究热应激对羊成肌细胞部分miRNA的影响,并对miR-23a、miR-24、miR-27a-3p和miR-30a-5p进行生物信息学分析与靶基因预测,揭示热应激下miRNA影响骨骼肌发育的调控机制。[方法]通过RT-qPCR技术研究热应激对羊成肌细胞miRNA表达量的影响;利用miRBase数据库获取不同物种中miR-23a、miR-24、miR-27a-3p和miR-30a-5p的前体序列和成熟序列,并利用MEGA X软件构建系统进化树进行相似性分析;通过TargetScan、miRDB、RNA22、miRWalk对上述miRNA进行靶基因预测,使用DAVID对预测出的共同靶基因进行GO功能与KEGG通路富集分析,最后进行miRNA、共同靶基因与KEGG通路的关联分析。[结果]热应激显著下调羊成肌细胞在增殖阶段与分化阶段miRNA的表达。miR-23a、miR-24、miR-27a和miR-30a在不同物种间的保守性较高,除了牛的miR-24以外,成熟序列基本相同,种子序列完全一致。预测出的共同靶基因主要富集在细胞增殖、分化、周期、凋亡、迁移等GO条目,以及mTOR、TGFβ、MAPK、Ras、ErbB、FoxO和PI3K-Akt等KEGG通路。关联分析表明miR-24和miR-27a-3p可能靶向NLK和TAOK1以参与MAPK和FoxO信号通路来调控骨骼肌的发育。[结论]miR-23a、miR-24、miR-27a和miR-30a在不同物种中保守性较高,热应激下调羊成肌细胞部分miRNA的表达,可能影响骨骼肌的发育。

基于生物信息学分析溃疡性结肠炎的差异表达基因和miRNA

目的通过生物信息学分析方法寻找溃疡性结肠炎(UC)的差异表达基因(DEGs)及其相应的microRNA(miRNA),筛选参与UC发生发展相关的潜在致病靶点,为寻找UC诊断标志物以及新的治疗靶点提供理论依据。方法从基因表达数据库(GEO)获取数据集,通过GEO2R对数据集进行分组和筛选DEGs并取交集,再进行PPI、GO、KEGG分析和miRNA预测。结果GO分析显示其主要集中在中性粒细胞迁移、脂多糖应答、细胞外泌体、CXCR趋化因子受体结合等,KEGG分析显示其主要富集在补体途径凝血通路、IL-17信号通路、百日咳、类风湿性关节炎通路、肿瘤坏死因子信号通路等方面。通过Cytoscape筛选出MCC值前十的hub基因CXCL1、IL1B、TIMP1、CXCL8、IL6、MMP1、SERPINE1、PTGS2、SPP1、MMP2。通过NetworkAnalyst3.0在线网站进行可视化展示,可推断hsa-mir-204-5p、hsa-mir-146a-5p、hsa-mir-335-5p、hsa-mir-1-3p、hsa-mir-21-5p等5种miRNA在疾病发展中起关键作用。结论在UC发病机制相关研究中,DEGs与疾病的发生发展密切相关,可通过对基因的富集分析、以及hub基因、关键miRNA筛选为更深入研究UC的发病机制及寻找治疗新靶点提供研究思路和理论依据。

基于生物信息学分析溃疡性结肠炎的差异表达基因和相关微小RNA

目的基于生物信息学分析溃疡性结肠炎(UC)中具有诊断和治疗潜力的差异表达基因以及潜在的微小RNA(miRNA)。方法采用加权基因共表达网络分析法对GEO数据库中的芯片原始数据进行筛选。获取UC相关差异表达基因进行富集分析。根据关键基因,预测与差异表达基因相关的潜在miRNA,并构建基因-miRNA调控网络。结果共筛选出277个差异表达基因,其中有200个基因上调,77个基因下调。基因集富集分析(GSEA)显示,主要富集通路是神经活性配体受体相互作用、利什曼原虫感染、朊病毒病害以及心电图受体相互作用等通路。基因本体论(GO)分析结果显示,主要参与趋化因子活性、肝素结合、趋化因子受体结合等条目。京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析结果显示,主要富集通路为细胞因子受体相互作用通路、磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B(PI3K-AKT)信号通路、趋化因子信号通路、核转录因子kappa B(NF-κB)信号通路富集通路等。筛选出10个枢纽基因,分别是C-X-C趋化因子配体8(CXCL8)、Toll样受体2(TLR2)、细胞间黏附分子1(ICAM1)、选择素L(SELL)、趋化因子受体4(CXCR4)、细胞毒性T淋巴细胞相关抗原(CTLA4)、细胞分化抗原69(CD69)、双糖链蛋白多糖(BGN)、C-X-C趋化因子配体13(CXCL13)、金属蛋白酶抑制剂1(TIMP1)。鉴定出12个潜在的关键miRNAs,分别为hsa-mir-335-5p、hsa-mir-146a-5p、hsa-mir-92a-3p、hsa-mir-155-5p、hsa-mir-26b-5p、hsa-mir-4426、hsa-mir-4462b、hsa-mir-4647、hsa-mir-32-5p、hsa-mir-92b-3p、hsa-mir-98-5p和hsa-mir-93-5p。结论本研究共筛选出277个差异表达基因可能参与UC的发生发展,鉴定出10个枢纽基因和12个miRNAs或可作为UC的生物标志物。

肾癌相关miRNAs及靶基因对肾癌预后的评估价值

目的基于美国癌症基因组图谱(TCGA)构建肾癌miRNAs预后风险模型评分公式,分析这个评分公式评估miRNAs及其靶基因作为肾癌预后分子标志物的潜在临床价值。方法基于TCGA肾癌miRNAs与mRNA测序数据,采用单因素、Lasso和多因素Cox回归分析,构建肾癌miRNAs预后风险模型;通过对靶基因进行GO、KEGG富集分析,筛选相关miRNAs;在临床样本中验证预后风险模型中筛选出的miRNAs及其靶基因的表达。结果基于TCGA数据库,在肾癌与其癌旁样本转录组数据中共找到94个差异miRNAs和1226个差异mRNAs,独立预后分析筛选得到7个miRNAs。GO与KEGG富集分析结果提示,7个miRNAs的功能与PI3K-Akt信号通路、钙离子信号通路、MAPK信号通路有关。采集肾癌临床样本,应用qPCR分析,结果显示,5个miRNAs在肾癌临床样本中的表达模式与TCGA数据库中的表达模式一致,miRNAs的8个靶基因表达模式与其在TCGA数据库中的表达趋势一致。免疫组化结果显示,HPGD在肾癌中低表达。结论构建的肾癌miRNAs预后模型能有效筛选肾癌预后相关miRNAs,这些miRNAs的研究对揭示肾癌发生与发展机制及评估肾癌预后具有重要意义。

溃疡性结肠炎免疫关键基因机制分析及中药筛选

目的基于生物信息学技术,筛选溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)关键免疫靶基因,分析相关机制,筛选有效治疗中药,为UC基础研究及中医药精准辨证治疗提供理论支持。方法应用GEO数据集、ImmPort数据库、SRTING数据库、cytoHubba插件等筛选UC关键免疫靶基因。对靶基因进行logistic单因素分析,应用cor函数进行相关性分析,应用CIBERSORT算法进行免疫浸润分析,应用Enrichr数据库进行KEGG、GO富集分析,通过miRWalk、RNA22、RNAInter、TargetScan数据库检索筛选miRNA,并通过Coremine Medical数据库筛选潜在治疗中药。结果筛选出15个靶基因呈表达上调,均为UC独立危险因素。免疫浸润分析显示,CD4^(+)记忆性T细胞、M0巨噬细胞、M1巨噬细胞、中性粒细胞等在组间差异表达,且靶基因与免疫细胞相关性密切。KEGG分析IL-17信号通路、TNF信号通路等是重要通路,GO分析生物过程主要在中性粒细胞、粒细胞趋化作用等方面,细胞成分主要在三级颗粒管、含胶原蛋白的细胞外基质等方面,分子功能主要在趋化因子活性、趋化因子受体结合等方面。筛选出的9个miRNA与靶基因具有潜在调控关系,筛选出的黄芩、人参、郁金等中药具有多靶点治疗UC的潜能。结论UC免疫机制复杂,是多因素、多靶点、多通路协同作用的结果。本研究通过对UC免疫关键基因分析,有利于探究UC发病机制,发掘潜在作用靶点及临床价值,为基础研究及有效治疗方案的完善提供新的视角。

基于生物信息学方法的2型糖尿病差异表达miRNA筛选及靶基因预测

目的基于生物信息学方法分析2型糖尿病(T2DM)患者肝脏组织中差异miRNA表达,并预测靶基因。方法通过GEO数据库下载T2DM与正常人群肝脏组织miRNA芯片数据集GSE176025,分为type-2-dabetic和non-diabetic两组,每组20例,利用GEOR2工具分析获取差异miRNA,并制作火山图。通过TargetScan和miRWalk数据库对差异miRNA行靶基因预测,并利用DAVID数据库对靶基因从生物过程(BP)、细胞成分(CC)、分子功能(MF)做基因本体论功能富集分析(GO)和京都基因组百科全书信号通路分析(KEGG)。利用STRING在线工具及Cytoscape软件构建靶基因蛋白质相互作用(PPI)网络,并筛选关键基因。结果筛选后获得差异miRNA 15个,包含12个上调miRNA和3个下调miRNA。预测差异miRNA靶基因318个,关键靶基因5个,分别为SMARCD3、BCL11A、BCL11B、ARID2、BICRA。GO及KEGG分析结果显示,BP包括调控RNA聚合酶Ⅱ启动子转录、DNA模板转录、蛋白质磷酸化等;CC包括细胞核、核质、细胞质、细胞溶质等;MF包括蛋白质结合、DNA结合、染色质结合等;KEGG包括调节干细胞多能性的信号通路、mTOR信号通路、Hippo信号通路等。结论与正常人群相比,T2DM患者肝脏组织中存在多个差异miRNA表达;这些差异miRNA及相关靶基因等有助于明确T2DM发病机制,为临床诊疗提供新的思路。

MiRNA和lncRNA在非小细胞肺癌中作用的研究进展

非小细胞肺癌(non small-cell lung cancer,NSCLC)是最常见的肺癌类型,大约80%至85%的肺癌是非小细胞肺癌。非小细胞肺癌早期诊断手段有限,缺乏有效的生物标志物,晚期手术难度大且复发率高。miRNA(microRNA)和lncRNA(long non-coding RNA)是两类重要的基因表达调控分子,广泛参与了生物体的各种生命活动,并与多种疾病密切相关。许多miRNA和lncRNA在非小细胞肺癌中差异表达显著,在肿瘤的发生发展过程中发挥重要的调控作用,具有成为非小细胞肺癌生物标志物的潜力。本文对miRNA和lncRNA在非小细胞肺癌发生发展中调控作用的研究进展作一综述。

小桐子早期光诱导蛋白基因ELIP克隆及其与靶向miRNA的互作与低温下共表达分析

【目的】作为一种喜温冷敏植物,低温严重影响小桐子的生长发育、地域分布与产量。前期工作发现12℃低温锻炼可显著提高小桐子的抗冷性,小桐子早期光诱导蛋白(ELIP)基因是低温高响应基因。为探究JcELIP在小桐子低温响应中的作用,全面了解JcELIP的结构、调控机制、进化关系及JcELIP与miRNAs的互作关系,也为后续小桐子抗冷分子育种提供一个重要的候选基因资源。【方法】通过RT-PCR克隆了小桐子JcELIP基因并对其进行系统的生物信息学分析,采用RT-qPCR分析JcELIP基因在根、茎、叶中及12℃低温锻炼过程中的表达变化,鉴定与JcELIP互作的miRNAs,进行了12℃低温锻炼过程中的共表达分析。【结果】该基因完整的开放阅读框(ORF)为585 bp,编码194个氨基酸,蛋白的分子质量为2.04 kD,理论等电点为9.59,属于稳定的疏水碱性蛋白,具有3个疏水跨膜螺旋;三级结构主要由ɑ-螺旋和无规则卷曲组成,具有叶绿素a/b结合位点。顺式作用元件预测显示JcELIP具有脱落酸等激素响应元件。进化分析显示:小桐子JcELIP与木薯MeELIP同源性最高。RTqPCR分析显示:正常生长条件下小桐子JcELIP在根、茎、叶中的表达量无显著差异;12℃冷锻炼条件下JcELIP在叶中表达快速上调,48 h时其表达量达到对照组的64.8倍,表明JcELIP参与了小桐子对冷胁迫的响应与适应。基于小桐子降解组数据,鉴定到miR390-x、miR6476-x和novel-m0090-3p等8个miRNAs对JcELIP的表达具有调控作用;共表达分析结果表明在12℃低温锻炼过程中JcELIP的表达受miR390-x和novel-m0090-3p显著负调控。【结论】JcELIP高响应低温胁迫并与miRNAs互作,表明其在小桐子响应低温胁迫过程中发挥重要作用。

番茄青枯病抗性相关miRNA的鉴定与表达分析

为理解番茄(Solanum lycopersicum)青枯病抗性响应miRNA与靶基因间的调控关系,对抗、感番茄自交系接种青枯菌(Ralstonia solanacearum)前后进行小RNA测序。结果在8个样本中共获得112.76 M高质量数据,检测到336个miRNA,包括193个新miRNA。其中,31个差异表达miRNA靶向调节575个基因的表达。556个靶基因被注释到防御反应、植病互作、植物激素信号转导等代谢途径中。启动子除典型的转录起始TATA-box和CAAT-box,及与生物胁迫相关的W-box和TC-rich repeats,还存在激素、光、非生物胁迫、伤等响应元件。RT-qPCR验证发现6对miRNA-targets具有正-负、负-正和负-负3种番茄青枯病应答模式。这些结果初步揭示miRNA可以通过靶向基因表达响应番茄青枯病。

基于生物信息学分析关键miRNAs在肺鳞癌发生发展中的功能及意义

目的应用生物信息学方法探究关键miRNAs在肺鳞癌发生发展中的功能及临床意义。方法利用GEO2R在线工具分析GSE17681数据集中肺癌样本和对照样本的差异表达miRNA。利用miRTarBase数据库预测排在前3位的上调和下调miRNA的靶基因。利用DAVID数据库对靶基因进行GO和KEGG富集分析。通过STRING数据库构建靶基因间的蛋白互作网络及miRNA-基因互作网络,然后利用Cytoscape软件的cytoHubba插件分析关键miRNA及其调控的Hub靶基因。利用UALCAN数据库分析关键miRNA及其调控的Hub靶基因在肺鳞癌中的表达。最后利用Kaplan-Meier Plotter工具分析关键miRNA对肺鳞癌生存状况的影响。结果共筛选出116个差异表达的miRNA,包括93个上调miRNA,23个下调miRNA。预测了前3位上调和下调miRNA的1282个靶基因,参与了肺鳞癌的相关通路,如癌症途径、MAPK信号通路等。通过miRNA-基因互作网络筛选到上调和下调的关键miRNA为hsa-miR-19a和hsa-miR-126,其调控的Hub靶基因分别为TNF、PTEN、MAPK1、ESR1、CCND1、AKT1、ACTB、TP53、VEGFA和TFRC、SOCS3、MYC、MAPK8、HNRNPDL、FOXO3。与正常组比较,肺鳞癌组hsa-miR-19a调控的Hub靶基因PTEN、MAPK1、ESR1、ACTB表达降低(P<0.05),TP53、VEGFA表达升高(P<0.05);肺鳞癌组hsa-miR-126调控的Hub靶基因SOCS3、FOXO3表达降低(P<0.05),TFRC、MYC、MAPK8表达升高(P<0.05)。与正常组比较,肺鳞癌组hsa-miR-19a表达升高(P<0.05),hsa-miR-126表达降低(P<0.05)。Kaplan-Meier Plotter分析结果示,肺鳞癌中hsa-miR-19a高表达组总体生存期高于低表达组(P<0.05),hsa-miR-126高表达组总体生存期低于低表达组(P<0.05)。结论hsa-miR-19a和hsa-miR-126是肺鳞癌发生发展中的关键miRNA,可能作为肺鳞癌早期诊断和预后的有效生物标志物。

基于生物信息学方法预测与多囊卵巢综合征相关的miRNA

目的:基于生物信息学方法构建多囊卵巢综合征(PCOS)表达的miRNA及miRNA靶基因的调控网络。方法:从GEO数据库的GPL16543平台下载miRNA基因芯片数据集GSE72274,用GEO2R筛选差异表达的miRNA,应用在线数据库miRWalk分析预测miRNA差异表达的靶基因。对靶基因进行GO富集分析和KEGG信号通路富集分析。应用Cytoscape软件绘制miRNA及其相关靶基因调控图。通过STRING网站对靶基因进行PPI网络构建,并使用CytoHubba插件进行Hub基因分析。结果:共筛选出差异miRNA一共38个,其中32个上调,6个下调。预测差异miRNA的靶基因得到393个,GO分析发现差异的靶基因主要参与RNA聚合酶Ⅱ启动子对转录的调节、RNA聚合酶Ⅱ启动子对转录的正调节、蛋白结合、金属离子结合、D等生物学过程。KEEG分析表明其主要参与TGF-β信号通路和Hedgehog信号通路。成功构建miRNA相关靶基因调控网络,调控网络中的miRNA包括:hsa-miR-135b-5p、hsa-miR-199a-3p、hsa-miR-32-5p。通过CytoHubba插件得到10个关键基因分别为ESR1、SMAD2、SP1、KIT、ETS1、MEF2C、DICER1、FMR1、RPS6KB1、NCOR2。结论:基于生物信息学已构PCOS miRNA和其靶基因调控网,了解PCOS相关的miRNA及其靶基因,有助于明确PCOS的发生发展机制,为临床提供新的诊治思路。

miR-M11基因编辑对马立克病病毒体外复制的影响

为探究病毒编码的微小RNA前体基因miR-M11对马立克病病毒(MDV)体外复制能力的影响,以MDV国内分离株HN_(3)0_(2)为研究对象,利用CRISPR/Cas9系统靶向编辑并敲除位于Mid基因簇的miRM11,构建1株miR-M11基因编辑缺失毒株HN_(3)0_(2)ΔM11(克隆号C58-8-4)。经过PCR鉴定、测序分析、间接免疫荧光试验(IFA)、实时荧光定量PCR(qPCR)以及传代稳定性分析,证实HN302编码的miRM11被精确编辑并从病毒基因组中完全缺失,且未发生回复突变。病毒增殖曲线绘制结果显示,miRM11缺失毒株HN_(3)0_(2)ΔM11的增殖速度显著高于亲本毒株HN_(3)0_(2)(P<0.05)。综上,miR-M11是MDV复制的非必需基因,且其缺失后可增强MDV的体外复制能力。

芪参桃红颗粒对心力衰竭小鼠心肌重构的干预作用及对自噬相关miRNA的影响

目的:观察芪参桃红颗粒对压力负荷心力衰竭模型小鼠不同时期胸主动脉缩窄(Transverse Aortic Constriction,TAC)术后2周、4周心肌重构的干预作用及对自噬和相关微RNA(miRNA)的影响。方法:将90只C57小鼠随机分为:模型组(M组)、芪参桃红颗粒组(后简称QSTH,T组)、QSTH+雷帕霉素组(TR组)、QSTH+3-甲基腺嘌呤组(T3M组)、依那普利组(E组),假手术组(S组)。于术后2周、4周,监测心功能,行苏木精-伊红(HE)染色、Masson染色、凋亡检测并定量分析,于透射电镜下观察左室组织自噬体形成情况,并对S组、M组、T组左室组织行miRNA测序并验证。结果:术后2周时,T组在提高左心射血分数方面优于其他组(P<0.05),术后4周时,T组、E组在提高左室心射血分数方面优于其他组;除S组,其他组可见不同程度心脏几何形状变形、心肌肥厚。T组和E组相比较其他组,心肌纤维凋亡百分比更低(P<0.05)。除S组,其他组可见自噬滤泡、自噬体及自噬溶酶体,肌纤维细胞排列紊乱。M组相较于S组,测序结果提示新陈代谢通路、溶酶体通路与心肌自噬的联系非常密切并且其富集因子较高,具有显著的差异性;在T组较M组中,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、溶酶体通路富集明显,与自噬密切相关。结论:QSTH有效改善由压力负荷导致的心力衰竭小鼠的心功能及其心肌重构,其作用机制可能是基于miRNA调节自噬通量以产生相应的保护作用。

新生大鼠缺氧缺血性脑病中miRNA表达谱的改变及分析

目的 通过基因芯片检测新生大鼠缺氧缺血性脑病(HIE)模型中差异性表达miRNA,构建HIE中miRNA及其靶基因调控网络。方法 将7 d龄新生SD大鼠12只随机分为HIE组及假手术对照组,每组6只。采用Rice法建立新生大鼠HIE模型,造模24 h取新生大鼠海马组织,基因芯片检测HIE组和假手术对照组海马组织中差异性表达的miRNA,采用生物信息软件分析相关miRNA调控的靶基因及信号通路。结果 筛选出差异性表达的miRNA共22个,其中表达上调9个(mmu-miR-215-5p, mmu-miR-1249-3p, mmu-miR-3072-5p, mmu-miR-324-3p, mmu-miR-690,mmu-miR-874-5p, 11_10767,11_10888,13_12928_star)、表达下调共13个(mmu-miR-141-3p, mmu-miR-182-5p, mmu-miR-183-5p, mmu-miR-190a-3p, mmu-miR-200a-3p, mmu-miR-200b-3p, mmu-miR-200c-3p, mmu-miR-429-3p, mmu-miR-455-3p, mmu-miR-760-5p, mmu-miR-96-5p, 6_5971_star, 9_8784)。GO功能分析显示,差异性表达的miRNA调控基因在生物过程中主要参与调节生物生长发育、神经元形成与分化过程,KEGG通路分析显示主要有丝裂原活化蛋白激酶信号通路被激活。结论 差异性表达的miRNA可能参与调控HIE发病的机制,将为HIE的机制研究、临床诊断及药物设计提供理论依据和新的思路。

miRNAs在大鼠酒精性肝损伤中的作用研究初探

目的 探讨miRNAs在大鼠酒精性肝损伤病变过程中的作用及其机制。方法 将30只雄性SD大鼠随机分成模型组和对照组,模型组灌胃56%白酒,对照组灌胃蒸馏水,连续8周;解剖取肝组织,采用大鼠miRNA芯片对肝中miRNAs进行检测,对其表达量进行分析,对差异miRNA进行靶基因预测,并采用Gene Ontology(GO)和KEGG Pathway富集分析了解差异miRNA靶基因的功能,使用Cytoscape构建差异miRNA-mRNA-Pathway调控网络进一步筛选调控关键miRNA与关键通路,RT-qPCR对挑选的miRNA进行表达量验证分析。结果 通过比较分析模型组和对照组芯片数据,共筛选出差异表达miRNA 12个(P<0.05,Fold change≥2),其中上调2个,下调10个。差异miRNA靶基因GO分类注释显示,差异miRNA与信号转导、代谢过程、抗氧化活性、细胞杀伤、酶调控活性、生物调控等生物功能密切相关。差异miRNA靶基因KEGG Pathway通路分析显示,AMPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、Hippo信号通路、Wnt信号通路、癌症、自噬、胰岛素抵抗、Ras等信号通路可能在酒精性肝损伤病变过程中发挥着重要的调控作用。通过构建差异miRNA-mRNA-Pathway调控网络筛选出的Hub miRNA和通路有miR-145-5p、miR-107-3p、miR-297、Hippo信号通路、癌症、PI3K-Akt信号通路、AMPK信号通路等。qRT-PCR结果显示挑选验证miRNA表达变化趋势和基因芯片结果一致。结论 本研究建立了大鼠酒精性肝损伤miRNA表达谱,提示miR-145-5p、miR-107-3p及miR-297可能在肝酒精性病变过程中起着重要的作用。