冠心病血清外泌体介导的lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA调控网络研究及潜在靶向中药预测及实验验证

目的本研究采用生物信息学相关方法对冠心病(coronary heart disease,CHD)患者和正常人的血清外泌体测序数据分析,构建出竞争性内源性lncRNA-miRNA-mRNA(ceRNA)调控网络,并挖掘预测潜在的中药,并对ceRNA网络涉及的生物学过程和核心中药进行初步验证。方法利用exoRbase数据库获得差异基因的表达矩阵,结合生信方法构建ceRNA网络,并对网络中的差异的mRNA进行GO分析和KEGG分析,利用COREMINE数据库对ceRNA网络涉及的生物学过程及核心靶基因进行预测,筛选具有潜在治疗作用的中药;体外构建AVECs氧化损伤细胞模型,检测细胞骨架、成管功能、细胞增殖、LDH漏出率、ROS水平以及p-AKT、AKT、p-PI3K、PI3K蛋白表达情况,验证核心中药丹参治疗CHD的作用通路及靶点。结果与正常人比,CHD血清外泌体存在395个mRNA,80个miRNA,60个lncRNA差异基因,预测出80个miRNA,所构建ceRNA子网络,主要由21个lncRNA、80个miRNA、82个mRNA组成;AKT1、VEGFA、IL-1β等基因在网络中处于核心地位,异常表达的mRNA涉及细胞的氧化应激反应等生物学过程和PI3K/Akt等信号通路,丹参、川芎、三七等与CHD外泌体介导的生物学过程和核心基因最为密切;药物主要归属于补虚类、清热类和活血化瘀类,五味大多数归属于苦、甘和辛类,归经多集聚于心、肝、肾经;核心中药丹参的有效成分丹参酮IIA可以促进血管内皮细胞增殖、成管、骨架形成及修复,降低细胞LDH漏出率及ROS水平,促进p-AKT、p-PI3K蛋白的表达。结论CHD血清外泌体存在复杂的ceRNA调控网络转导,中药可通过多靶点干预治疗,丹参、川芎、三七等有望成为候选中药来源,其中丹参有效成分丹参酮IIA激活PI3K/Akt信号通路发挥对氧化应激损伤细胞的保护作用,治疗CHD。

基于络病理论探究lncRNA-miRNA-mRNA调控网络中医药防治特发性肺纤维化

特发性肺纤维化(IPF)是一种致命的间质性肺疾病。最近的研究已经确定IPF中失调的上皮细胞、间充质、免疫和内皮细胞之间与非编码RNA存在着某种联系。文章总结lncRNA、miRNA和mRNA之间的相互影响,通过“ceRNA”机制,形成了lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,并在肺纤维化中作用显著。近年来,随着络病理论的不断发展,作者基于肺络构效理论,探析在IPF进程中“肺虚络瘀”与lncRNA-miRNA-mRNA调控网络的相关性,并为IPF的发病机制和治疗提供新的理论。

基于miRNA-mRNA调控网络探讨miR-34a-5p靶向Hh通路对LX2细胞增殖的影响

目的探讨miR-34a-5p靶向刺猬(Hh)信号通路对肝星状细胞(HSC)增殖和凋亡的调控作用。方法采用生物信息学分析筛选出LX2细胞中靶向Hh信号通路的差异miRNA,通过Cytoscape构建miRNA-m RNA网络。体外培养LX2细胞,通过转化生长因子-β1(TGF-β1)诱导建立LX2细胞活化模型。细胞活力检测试剂盒(CCK-8)检测miR-34a-5p过表达对LX2细胞增值活力的影响;流式细胞分析法(Annexin-V-FITC/PI)检测miR-34a-5p过表达对LX2细胞凋亡的影响;实时荧光定量PCR和Western blotting分析miR-34a-5p过表达对声波刺猬(Shh)、脑胶质瘤相关癌基因1(Gli1)、脑胶质瘤相关癌基因2(Gli2)、Ⅰ型胶原蛋白(Col-Ⅰ)及α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)mRNA和蛋白表达水平的影响。结果LX2细胞经TGF-β1诱导活化后,细胞活力显著升高,Shh、Gli1、Gli2、Col-Ⅰ及α-SMA表达均增高(P<0.01)。Hh信号通路特异性阻断剂环靶明脂可降低LX2细胞活力,下调Shh、Gli1、Gli2、Col-Ⅰ及α-SMA蛋白表达(P<0.01)。miR-34a-5p过表达可显著提高LX2细胞活力,上调Gli1、Gli2、Col-Ⅰ及α-SMA蛋白表达(P<0.05)。结论miR-34a-5p靶向调控LX2细胞的Hh信号通路,过表达miR-34a-5p可以上调Hh信号通路相关蛋白表达,促进LX2细胞活化。

神经源性膀胱miRNA-mRNA调控网络的筛选与验证

背景:miRNA-mRNA调控网络在各种生物过程中发挥重要作用,但其在脊髓损伤后神经源性膀胱中的具体作用机制尚不清楚。目的:基于生物信息学挖掘神经源性膀胱的相关靶点,并构建miRNA-mRNA调控网络,加以动物实验验证。方法:从GEO数据库筛选神经源性膀胱的差异基因,构建miRNA-mRNA调控网络。利用David数据库对差异基因进行GO和KEGG分析,利用STRING数据库进行PPI分析,并通过Cytoscape和ROC曲线筛选关键基因,最终通过神经源性膀胱大鼠模型对关键基因进行RT-PCR验证。结果与结论:①共筛选出188个神经源性膀胱的差异基因,GO及KEGG分析发现其主要在炎症反应、Cytokine-cytokine受体相互作用、趋化因子信号通路等方面显著富集;通过Cytoscape及ROC曲线结果筛选出miR-147-脑源性神经营养因子和miR-362-5p-Scn9a 2个关键调控网络;②RT-PCR检测结果显示,与对照组比较,神经源性膀胱模型大鼠中miR-147、miR-362-5p、脑源性神经营养因子表达量上调,Scn9a基因下调;③结果提示,miR-147-脑源性神经营养因子、miR-362-5p-Scn9a作为炎症、氧化应激等病理生理过程的重要调控因子,有望成为诊断和治疗神经源性膀胱的新靶点。

丹参-黄芪调节自噬防治糖尿病心肌病的lncRNA-miRNA-mRNA转录网络研究

目的 基于网络药理学与生物信息学技术探讨丹参-黄芪调节自噬防治糖尿病心肌病(DCM)的活性成分及构建长链非编码RNA(lncRNA)-微小RNA(miRNA)-信使RNA(mRNA)转录网络。方法 利用TCMSP数据库检索丹参-黄芪的化学成分及靶点;通过CTD、GeneCards数据库筛选获得DCM和自噬的相关靶点;STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用网络并进行网络拓扑分析;通过Cytoscape软件中的Hubba插件5种算法筛选核心靶点;通过Metascape数据库对靶点进行基因本体和京都基因与基因组百科全书富集分析;利用微生信平台构建中药核心成分-核心靶点-核心信号通路网络;用Discovery Studio Client 19.1.0软件进行分子对接;用Target Scan Human、miRDB、miRTarBase数据库预测靶点mRNA上游调控的miRNAs并筛选核心miRNA;StarBase数据库预测miRNA竞争性结合的lncRNAs并筛选得到核心lnc RNA,构建竞争性内源RNA网络。结果 丹参-黄芪中调节自噬防治DCM的活性成分为丹酚酸J、丹参酮ⅡB、丹参二醇A、黄芪异黄烷苷等;其核心靶点为原癌基因、生长因子受体结合蛋白2等;核心通路为磷酯酰肌醇3激酶/蛋白激酶B、叉头转录因子、晚期糖基化终末产物-晚期糖基化终末产物受体等;基于核心靶点m RNA预测的核心miRNA为miR-4731-5p、miR-503-5p等12个;核心lncRNA为NEAT1、XIST等5个。结论 丹参-黄芪可能通过调节自噬影响细胞凋亡、氧化应激、糖代谢等过程协同发挥作用,从而达到防治DCM的作用。

脊髓损伤后肌肉萎缩lncRNA⁃miRNA⁃mRNA调控网络的筛选及验证

目的:基于生物信息学分析挖掘脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)后肌肉萎缩的关键靶点,构建lncRNA‑miRNA‑mRNA调控网络,通过动物实验验证关键调控网络在SCI后肌肉萎缩中的表达变化,为SCI后肌肉萎缩发病机制及治疗寻求新的研究方向。方法:从GEO数据库下载GSE21497数据集,进行差异表达基因筛选、WGCNA处理,再结合在线预测数据库筛选出关键mRNA,利用DAVID数据库对关键mRNA进行GO、KEGG富集分析,构建lncRNA‑miRNA‑mRNA调控网络,挑选出关键调控基因,然后采用RT‑qPCR进行验证。结果:(1)共筛选出差异表达基因1405个,结合WGCNA和在线数据库预测,共得到30个关键mRNA;(2)GO、KEGG富集分析发现其主要在神经元的再生、保护、信号传递等功能及HIF信号通路、PD‑L1表达和PD‑1检查点通路显著富集;(3)筛选出4个(LINC00410/miR‑17‑5p/KCNK10、LINC00410/miR‑17‑5p/PCDHA3、LINC00410/miR‑20b‑5p/KCNK10、LINC00410/miR‑20b‑5p/PCDHA3)关键调控网络;(4)RT‑qPCR实验结果显示,与对照组相比,观察组模鼠miR‑17‑5p、miR‑20b‑5p表达上升,KCNK10、PCDHA3表达下降。结论:miR‑17‑5p、miR‑20b‑5p、KCNK10、PCDHA3在神经元的再生、保护、信号传递可能具有重要的调控作用,有望成为SCI后肌肉萎缩诊疗及康复的新靶点。

耐力训练对小鼠力竭运动后心肌组织中circRNA-lncRNA-miRNA-mRNA表达谱的影响

目的:明确耐力训练对小鼠力竭运动后心肌组织中circRNA-lncRNA-miRNA-mRNA表达谱的影响。方法:45只雄性C57BL/6小鼠随机分为对照(C)、低强度耐力训练(LSET)与高强度耐力训练(HSET)组(n=15)。对照组小鼠不进行跑台训练,LSET与HSET组小鼠分别以30%与60%力竭运动量进行跑台训练,每天一次,每周5天,训练5周后行力竭运动。取心肌组织提取总RNA,利用Illimina转录组测序分析心肌组织中circRNA-lncRNA-miRNA-mRNA表达谱。结果:LSET与HSET组小鼠力竭运动时间与路程较C组延长,且HSET组小鼠力竭运动时间与路程长于LSET组(P<0.05)。转录组测序共筛选出54个差异表达的circRNA(28个下调和26个上调),7个差异表达的lncRNA(均下调),3个差异表达的miRNA(1个下调和2个上调),99个差异表达的mRNA(81个下调和18个上调)(P<0.05)。相互作用网络分析发现ENSMUSG00000113041、MSTRG.79740、mmu-miR-374c-5p、18个下调的mRNA与3个表达上调的mRNA构成调控网络。GO功能分析发现差异表达的mRNA主要富集在初级代谢过程与大分子合成与代谢过程。KEGG通路分析发现差异表达的mRNA主要富集于补体和凝血级联反应途径、雌激素信号通路及胰高血糖素信号通路。结论:耐力训练可以改变小鼠力竭运动后心肌组织中circRNA-lncRNA-miRNA-mRNA表达谱,这些差异表达的RNA构成调控网络影响心肌细胞的合成与代谢进而参与对心肌损伤的调节。

通过miRNA-TF-mRNA调控网络揭示儿童1型糖尿病的潜在生物标志物

目的通过miRNA-TF-mRNA调控网络来预测儿童1型糖尿病(T1D)的潜在生物标志物。方法以基因表达综合数据库(GEO)的GSE33440数据集为基因表达阵列。利用R包微阵列数据线性模型(LIMMA)识别差异表达基因(DEG)、加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选最重要模块,共同基因(CGs)被确定为DEG和最重要模块中的基因的交叉点;对CGs进行GO、KEGG通路富集分析;通过miRNA-TF-mRNA调控网络预测潜在生物标志物。结果识别出51个DEG和9个重要模块;筛选出了12个CGs;CGs富集在腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路以及胰岛素受体底物2基因(IRS2);在miRNA-TF-mRNA调控网络中miR-499b-5p可靶向IRS2,通过AMPK信号通路调节儿童T1D。结论研究揭示了miR-499b-5p/IRS2可能被视为儿童T1D的潜在治疗靶点。

基于生物信息学构建骨肉瘤miRNA-mRNA的调控网络

背景:骨肉瘤是常见的原发性恶性肿瘤,其极易转移及预后较差;miRNA调控基因的表达参与骨肉瘤的发生与发展,但其潜在的miRNA-mRNA调控网络尚未全面建立。目的:通过生物学分析方法,构建骨肉瘤发病机制中潜在miRNA-mRNA调控网络,以便更全面地阐明骨肉瘤的发病机制。方法:从GEO数据库获取miRNA微阵列数据集(GSE65071),利用GEO2R对20个骨肉瘤血浆样本和15个健康者血浆样本的数据进行差异表达分析,筛选出在骨中有靶向基因的差异表达miRNA,并预测差异表达miRNA潜在转录因子。同时,从GEO数据库获得GSE16088数据集并在线分析获取差异表达基因,将靶基因与差异表达基因交集获得目标基因。最后,对目标基因进行GO注释和KEGG通路富集分析,构建PPI网络和筛选出关键基因,进一步评估关键基因的表达。结果与结论:共筛选出8个上调差异表达miRNA和14个下调差异表达miRNA,其主要转录因子有EGR1、POU2F1、SP1、SP4、NFIC、LHX3。22个差异表达miRNA靶基因与差异表达基因交集共获得110个目标基因。KEGG途径分析显示目标基因主要涉及细胞衰老、Apelin信号通路和癌症中的蛋白聚糖等途径。PPI网络分析显示CCNB1、AURKA、CD44较为重要。结果显示,通过构建骨肉瘤发病相关潜在miRNA-mRNA调控网络,为深入研究骨肉瘤分子机制提供理论基础,也为开发新的治疗靶标提供科学依据。

大豆干旱胁迫下miRNA与mRNA荧光定量PCR内参基因的筛选

【目的】通过分析大豆中候选内参基因的稳定性,筛选大豆干旱胁迫处理条件下适合成熟miRNA、前体miRNA及靶基因mRNA荧光定量PCR的内参基因。【方法】以干旱胁迫处理后的大豆根和叶片为材料,选择了5个成熟miRNAs和5个传统的看家基因作为候选内参基因,利用GeNorm和NormFinder程序对10个候选内参基因的稳定性进行评价。【结果】在干旱胁迫下,大豆根、叶片中,成熟miRNA定量最合适的单个内参基因分别为miR156a、miR167a,最合适的内参基因组合分别为miR1520d与miR156a、miR1520d与miR167a。前体miRNA和靶基因mRNA定量最合适的单个内参基因分别为Fbox、Act11,最合适的内参基因组合分别为Act11与Fbox、Act11与EF1A。【结论】筛选出大豆干旱胁迫条件下成熟miRNA、前体miRNA及其对应靶基因mRNA的荧光定量PCR的内参基因,最稳定内参基因数目为2个。

乳腺癌筛选差异表达的miRNAs-mRNA及其与靶基因的关系

目的筛选乳腺癌差异表达的miRNAs-mRNA,探讨差异miRNAs的表达及与靶基因的关系。方法利用肿瘤基因组图谱(TCGA)筛选乳腺癌中差异表达的4种miRNAs;利用qRT-PCR验证4种miRNAs在多种细胞株中的表达;结合GO和KEGG确定4种miRNAs的靶基因。利用CCK-8法检测各组细胞的活力;利用双荧光素酶报告基因验证miRNAs与对应靶基因的作用关系。结果通过TCGA结合文献筛选差异的miRNAs分别为hsa-miR-122、hsa-miR-133b、hsa-miR-449a和hsa-miR-767。根据GO和KEGG分析hsa-miR-122-5p、hsa-miR-133b-5p、hsa-miR-449a-5p和hsa-miR-767-5p的靶基因分别为ESR1、EGFR、HMGB1和IGF-1。与mimics-NC组(1.52±0.01)比较,mimics hsa-miR-122组(1.75±0.01)、mimics hsa-miR-767组(1.87±0)和mimics hsa-miR-449a组(1.71±0.01)的细胞活力显著升高(P<0.01)。转染miR-122-5p(0.80±0.03)可降低ESR13′-UTR野生型MCF-7细胞的相对荧光活性比值(P<0.0001),转染miR-133b-5p(0.96±0.03)可降低EGFR 3′-UTR野生型MCF-7细胞的相对荧光活性比值(P<0.0001),转染miR-499a-5p(0.77±0.03)可降低HMGB13′-UTR野生型MCF-7细胞的相对荧光活性比值(P<0.0001),转染miR-767-5p(0.62±0.03)可显著降低IGF-13′-UTR野生型MCF-7细胞的相对荧光活性比值(P<0.0001);IGF-1表达与患者年龄、原发肿瘤分期有相关性(P<0.05)。结论乳腺癌细胞株中4种差异表达的miRNAs分别与ESR1、EGFR、HMGB1和IGF-1靶向结合,IGF-1表达与患者年龄、原发肿瘤分期有相关性。

基于生物信息学构建带状疱疹神经痛miRNA-mRNA调控网络

目的:利用生物信息学的方法构建带状疱疹相关神经痛miRNA-mRNA调控网络。方法:从GEO数据库获取水痘-带状疱疹病毒感染的神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)转录组测序数据。利用R软件整合差异表达基因。通过miRNet数据库和FunRich软件筛选疼痛相关miRNAs和下游靶基因,并与整合的差异表达基因取交集,获得miRNA-mRNA关系对,且对网络中miRNAs和靶基因分别进行上游转录因子预测和GO、KEGG分析。通过String数据库建立蛋白质互作网络,并利用Cytoscape软件筛选Hub基因。结果:共筛选到差异表达基因1250个、靶基因123个,GO富集分析发现其主要与轴突生成、中枢神经系统神经元发育、电压门控钠通道活性、转录辅助因子结合等生物过程和分子功能相关。KEGG富集分析发现其主要参与轴突引导、昼夜节律、神经活性配体-受体相互作用等信号通路。结论:成功构建了带状疱疹神经痛miRNA-mRNA调控网络,并筛选得到了mir-34c、mir-98、mir-183、mir-107和SLIT2、ROBO2、ROBO1、PER2、F2RL2、GRID2、S1PR1等关键mi RNA和靶基因,为进一步挖掘其分子发病机制提供了理论基础。

mRNA和miRNA调控动物肌肉生长发育及其在绵羊中的研究进展

mRNA和miRNA对动物肌肉生长发育具有重要的调控作用。肌肉的生长发育是动物生命过程中的重要阶段,直接影响动物的肉用性能。近年来,越来越多的mRNA和miRNA被鉴定和验证,它们参与动物肌肉的形成、肌肉细胞增殖分化等过程并在其中发挥重要的调控作用。本文综述了动物肌肉形成机制、mRNA和miRNA在动物肌肉生长发育过程中所发挥的作用及其在绵羊中的研究进展,旨在为今后肉用绵羊培育提供参考。

基于GEO数据库构建精神分裂症miRNA-mRNA调控网络

目的构建miRNA-mRNA调控网络,为探索精神分裂症的分子遗传学发病机制研究提供新的思路。方法于2021年7月在GEO数据库下载精神分裂症外周血miRNA(GSE54578)和死后大脑扣带回mRNA(GSE145554)微阵列数据集,利用GEO2R获取差异表达的miRNA和mRNA,筛选具有靶向mRNA的差异表达miRNA并预测其上游潜在的转录因子;然后,将差异表达miRNA所靶向mRNA与GSE145554数据集所获取的差异表达mRNA取交集基因;最后,对交集基因实施GO和KEGG通路富集分析以揭示它们的生物学功能,构建交集基因PPI网络和miRNA-mRNA调控网络。结果GSE54578共识别出8个上调且具有靶向mRNA的差异表达miRNA,差异表达miRNA共预测出转录因子10个;GSE145554识别出247个下调的差异表达mRNA,取交集基因后筛选出17个目标mRNA;GO分析显示,目标mRNA主要参与星形胶质细胞的分化与发育等,KEGG通路富集分析显示,目标mRNA主要参与Rap1和Ras信号传导通路等,PPI网络分析显示,mRNA(KRAS和CD28)可能是精神分裂症的关键基因。结论基于GEO数据库并整合生物信息学不仅能识别精神分裂症的潜在易感基因,并有助于构建精神分裂症miRNA-mRNA调控网络。

CircRNA⁃miRNA⁃mRNA网络在心肺复苏后大鼠心肌损伤中的作用

目的:鉴定心肺复苏(Cardiopulmonary resuscitation,CPR)后大鼠心肌中差异表达RNA(Differential⁃ly ExpressedRNA,DeRNA),构建内源性竞争(Competitiveendogenous RNA,CeRNA)网络,为治疗CPR后心肌损伤提供新的靶点。方法:16只SD大鼠分为假手术(Sham)组和CPR组,窒息法建立心肺复苏模型。提取心肌组织进行CircRNA、miRNA、mRNA测序,构建相关的CeRNA网络。结果:从CPR组与Sham组中鉴定出57个DECir⁃cRNA,28个DEmiRNA,2784个DEmRNA。相关的CeRNA功能主要集中在调节信号转导、能量摄取、缺氧反应,细胞死亡调节,主要信号通路集中在RAS、MAPK、mTOR等通路。结论:我们鉴定了CPR后心肌中相关差异CircRNA、miRNA、mRNA。发现Circ0004937、Circ0003322、Circ0005193可能通过CeRNA网络调节RAS、MAPK、mTOR通路,影响细胞信号转导、缺氧反应、细胞凋亡等过程,参与大鼠心肺复苏后心肌缺血再灌注损伤。

大麦种子萌发lncRNA-miRNA-mRNA差异表达分析及ceRNA调控网络构建

为解析长链非编码RNA(lncRNA)、microRNA(miRNA)和mRNA如何在ceRNA互作模式下调控大麦种子萌发,揭示大麦(Hordeum vulgare L.)种子萌发转录水平分子调控机制,基于大麦种子萌发相关的RNA-Seq数据,共鉴定出6447个差异表达的mRNA,661个差异表达的lncRNA,310个差异表达的miRNA;对差异表达的mRNA和lncRNA进行加权基因共表达网络(WGCNA)分析,各鉴定到1个与大麦种子萌发高度相关的共表达模块。模块内相关基因涉及水分响应、胚发育等生物学过程,以及MAPK信号转导、植物激素信号转导等信号通路。通过对lncRNA/mRNA和miRNA进行靶基因预测,得到168个miRNA-mRNA靶基因对以及310个miRNA-lncRNA靶基因对,进而构建了包含2个子网络的ceRNA调控网络,发现有16个miRNA、38个lncRNA以及18个mRNA可能具有ceRNA功能。最后,利用qRT-PCR验证了2个关系对:HORVU0Hr1G039470-miR2611-MSTRG.21252以及HORVU6Hr1G031480-miR1858-MSTRG.23227。

基于文献的冠心病血瘀证相关蛋白互作模块及miRNA-mRNA调控网络构建

目的整合发掘更多冠心病血瘀证的标志基因,研究已知冠心病血瘀证差异基因的生物机理,构建关键蛋白互作模块与miRNA-mRNA调控网络,丰富靶点间的相互作用网络,并分析其核心生物过程与通路。方法利用中国知网、万方、维普、中国生物医学文献、Embase、PubMed六个数据库获取冠心病血瘀证相关基因文献;按照纳排标准筛选符合要求的文献提取数据,运用Metascape数据库针对全部差异mRNA构建蛋白质间互相作用的网络模块,并对上调mRNA和下调mRNA的通路进行富集和功能注释。利用starBase数据库预测冠心病血瘀证相关miRNA的靶基因,并与文献整合的差异mRNA相互映射,运用OmicShare Tools绘制冠心病血瘀证相关miRNA-mRNA调控网络。结合Webgestalt在线工具,针对miRNAmRNA调控网络中相关mRNA进行KEGG和GO富集分析。结果研究纳入冠心病血瘀证相关基因文献15篇,获得113个mRNA(66个上调、47个下调),101个miRNA(55个上调、46个下调)。研究通过蛋白互作网络得到2组关键蛋白:①IL6、EGR1、TP53、JUN、FOS;②CTSL、HLA-DRB1、HLA-DQB1、HLA-DRB5。构建得到miRNA-mRNA调控网络的关键节点,包括24个miRNA(10个上调、14个下调)和22个mRNA(10个上调、22个下调),其中10个节点与部分纳入文献的研究结果吻合。结论冠心病血瘀证涉及多种生物功能、多条信号通路,其miRNA-mRNA调控网络机制可能与炎症和免疫反应、凝血功能、细胞分化与凋亡等较为相关。

基于生物信息学方法构建重度抑郁症发病的miRNA-mRNA调控网络

目的运用生物信息学方法构建重度抑郁症(MDD)患者的miRNA-mRNA调控网络,以便更全面地阐明MDD的发病机制。方法从GEO数据库检索并下载包含19例正常人和30例MDD患者外周血的miRNA数据集(GSE81152),利用R软件筛选差异表达的miRNA(DE-miRNA),并预测DE-miRNA上游转录因子和下游靶基因。从GEO数据库获得GSE98793和GSE76826数据集,利用R软件获取差异表达基因(DEG),再与下游靶基因交集得到DE-miRNA下游目标基因。对DE-miRNA下游目标基因进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,构建miRNA-mRNA调控网络,并筛选出核心miRNA和核心基因。结果筛选出8个上调DE-miRNA和10个下调DEmiRNA,上游转录因子有5个[特异性蛋白1(Sp1)、特异性蛋白4(Sp4)、早期生长反应1(EGR1)、锌指蛋白143(ZNF143)和锌指蛋白161(ZFP161)]。下游靶基因与DEG交集后获得95个DE-miRNA下游目标基因。KEGG富集分析结果显示,DE-miRNA下游目标基因主要涉及造血细胞系、Th17细胞分化、人类T细胞白血病病毒1感染、mTOR信号通路等途径。miRNA-mRNA网络筛选出3个核心miRNA(hsa-miR-4428、hsa-miR-3664-3p和hsa-miR-539-5p)和5个核心基因(IL-7R、IKZF3、CD3D、CD3G和MS4A1)。结论成功构建MDD患者的miRNA-mRNA调控网络,其中hsa-miR-4428、hsa-miR-3664-3p和hsa-miR-539-5p等核心miRNA通过影响IL-7R、IKZF3和CD3D等核心基因表达,并进一步调节免疫系统,在MDD的发生发展中发挥重要作用。

猪圆环病毒2型感染PK-15细胞差异表达miRNA和mRNA互作网络

旨在筛选猪圆环病毒2型感染猪肾上皮细胞(PK-15)后差异表达miRNA和mRNA,并探究miRNA和mRNA之间的互作关系。使用茎环定量PCR检测多个热点miRNA在PCV2感染组和未接种病毒组之间的差异表达水平以发现差异表达miRNA,分析PCV2感染后第12小时的蛋白质组学研究结果(GEO登录号:GSE71945)以获得差异表达mRNA,并分析差异表达miRNA和mRNA之间的互相作用关系。结果显示,在PCV2感染后第12小时miR-10b、miR-128、miR-155-5p、miR-21、miR-29b、miR-361-3p等表达量显著性变化,使用miRecords预测其靶基因,分别发现7 105、9 741、7 451、7 183、7 971、8 793个靶基因;PCV2感染后第12小时共有158个差异表达mRNA,分属于多种细胞结构成分并参与多条重要的细胞生物途径,且差异miRNA的靶基因和差异mRNA之间有大量的交集基因。上述结果表明,PCV2感染能导致细胞内多种miRNA差异表达,造成miRNA的靶基因表达紊乱,进而影响细胞正常的生命进程。

基于LDA主题模型的功能性miRNA-mRNA调控模块识别

借助mRNAs分析MicroRNAs(miRNAs)的研究已经用于阐述miRNAs调控机理,但是它们大部分的准确功能仍然处于未知状态。基于此,本文提出了一种基于LDA(Latent Dirichlet allocation)主题模型来识别特定生物条件下miRNAs和靶标mRNAs之间的调控模块。该模型首先利用Welch′s t-检验挖掘具有差异表达的miRNAs和mRNAs,然后采用折叠Gibbs抽样法进行参数估计。在上皮细胞-间充质细胞转型(Epithelial to Mesenchymal transition,EMT)数据集中的结果表明,所识别出的功能性miRNA-mRNA调控模块(FMRMs)能够构造不同生物条件下miRNAs与mRNAs之间的调控关系,从而为了解EMT生物过程和miRNA靶标治疗提供新的视角。与基于K-means聚类算法比较,LDA主题模型比K-means聚类在挖掘FMRMs上更加有效。