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。

星形细胞瘤生存预后相关miRNA⁃mRNA调控关系对筛选

利用GEO数据库中的芯片数据,筛选与星形细胞瘤生存预后相关的miRNA⁃mRNA调控关系对,为后续研究提供理论支持。下载芯片数据利用R语言进行差异表达分析,得到星形细胞瘤较正常组织表达显著改变的miRNA与mRNA;通过miRNA靶基因预测,将靶基因与差异表达mRNA取交集,明确mRNA与miRNA之间的关系;利用GEPIA2.0工具在TCGA数据库中筛选有生存价值的mRNA并验证表达情况,利用OncoLnc工具对相应miRNA进行生存分析。筛选到差异表达的miR⁃NA 90个(表达上调22个,下调68个);差异表达的mRNA 644个(表达下调476个,上调168个);根据miRNA靶基因预测结果,整理出miRNA⁃mRNA关系对30个,对其中的mRNA与miRNA进行生存分析,共得到7个miRNA⁃mRNA关系对与LGG患者生存预后明显相关,未筛选到与GBM患者生存预后有关的调控关系对。本研究筛选到的7个miRNA⁃mRNA调控关系对与LGG患者生存预后显著相关,可为相关研究与治疗提供靶点和参考方向。

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。

不同细胞来源外泌体miRNAs在胃癌进展及诊断和预后中的作用

背景:肿瘤微环境可通过多种途径参与胃癌的发生发展并促进胃癌化疗耐药,其中外泌体miRNAs介导的肿瘤微环境串话可诱导基质重编程,参与肿瘤异质性,并形成有利于肿瘤增殖、迁移、侵袭、免疫逃逸和化疗耐药的微环境。目的:对近年来外泌体miRNAs在胃癌微环境中的作用机制及其在胃癌诊断及预后评估中的应用进展作一综述。方法:以“Exosomal miRNAs,gastric cancer,angiogenesis,apoptosis,proliferation,migration,autophagy,invasion,immune response,chemotherapy resistance,biomarker”为英文检索词和“外泌体miRNAs,胃癌”为中文检索词分别检索PubMed及中国知网数据库。检索时限为2017-2024年。通过阅读文题及摘要进行初步筛选,排除研究内容相关性差及内容重复的文献,最终纳入77篇文献进行归纳探讨。结果与结论:①外泌体作为细胞间信息交流的重要载体,可携带miRNA等多种信息物质,通过激活靶细胞上的细胞表面受体、与受体细胞质膜融合及内吞作用3种途径实现细胞间信号传递。②外泌体miRNAs通过调节胃癌细胞增殖、凋亡、自噬、血管形成、侵袭转移、免疫应答以及耐药性的形成等多种途径,进而在胃癌进展中发挥着重要作用。③miRNA与靶mRNA相互作用及其调控网络广泛存在于肿瘤发生和人类癌症发展中,不同类型外泌体miRNAs对调控胃癌细胞凋亡具有不同的作用,鉴别不同外泌体miRNAs对胃癌细胞凋亡相关蛋白及通路的影响,合理运用其诱导剂或抑制剂可对胃癌细胞凋亡水平进行调控。④不同细胞来源的外泌体miRNAs通过将M1极化型巨噬细胞诱导为M2型,在肿瘤微环境的建立、血管生成、免疫应答及化疗耐药中扮演重要角色。⑤外泌体miRNAs广泛稳定存在于血液及其他体液中,其在胃癌患者中的差异性表达可作为胃癌患者诊断、预后及治疗依据。目前作为生物标志物研究较多的外泌体miRNAs包括miR-379-5p,miR-590-5p,miR-29s和miR-21等,其中miR-590-5p灵敏度与特异性分别为63.7%和86%,其表达水平与胃癌患者总体生存率、浸润深度密切相关。⑥设计外泌体miRNAs模拟物或抑制物,并利用纳米递送载体(如外泌体、脂质体)将其靶向递送至肿瘤部位以恢复miRNAs正常水平,可能是治疗胃癌的一种新策略。⑦虽然外泌体miRNAs在胃癌患者诊疗中具有很大的应用前景,但仍存在一些问题亟待解决,例如外泌体miRNAs的潜在靶点及作用机制尚未完全探讨,其有效性及安全性有待进一步确认;而且外泌体的提取及纯化缺乏标准化规模化制备流程等。

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。

缺血性脑卒中患者的循环免疫circRNA-miRNA-mRNA轴预测

目的:探讨缺血性卒中(Ischemic Stroke,IS)患者的循环免疫环状RNA(circular RNA,circRNA)-微小RNA(microRNA,miRNA)-信使RNA(messenger RNA,mRNA)轴,寻找治疗IS的分子靶点。方法:从GEO数据库中检索到了GSE16561、GSE195442数据集,使用R软件或者GEO2R工具查找缺血性卒中患者与正常对照血液之间差异表达的基因、circRNAs。通过STRING数据库,构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,用Cytoscape3.9.1进行可视化,使用CytoNCA中的介数中心度筛选出评分较高的基因。对筛选出前15个评分较高的差异基因进行基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)途径富集分析。之后,根据mirTargets 2.0数据库预测靶标miRNAs,构建miRNA-mRNA调控网络。使用GEO2R工具筛选出IS患者差异表达的circRNAs,结合文献挑选出显著差异并且已经经过PCR验证过的circRNAs,使用Circular RNA Interactome构建circRNA-miRNA调控网络。对两组调控网络取交集,预测出IS中可能存在的调控网络,进一步构建免疫相关circRNA-miRNA-mRNA轴,使用GSE117064数据集对免疫相关circRNA-miRNA-mRNA轴中的miRNAs进行验证。结果:本研究鉴定了许多转录因子,基因包括CD247、IL2RB、STAT1,miRNAs包括hsa-miR-892a、hsa-miR-938、hsa-miR-338-3p等,并且预测了hsa_circ_0112036-hsa-miR-892a-CD247、hsa_circ_0112036-hsa-miR-892a-IL2RB、hsa_circ_0093708-hsa-miR-1248-STAT1等7条可能的免疫相关circRNA-miRNA-mRNA轴。结论:hsa_circ_0112036可能作为hsa-miR-892a、hsa-miR-938、hsa-miR-1276、hsa-miR-1208、hsa-miR-338-3p的分子海绵调控IS的进展。hsa_circ_0093708可能作为hsa-miR-1248的分子海绵调控IS的进展。

基于miRNA-mRNA调控网络分析并验证易损斑块形成的潜在分子机制

目的分析并验证易损动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)斑块形成的潜在分子机制。方法通过形态学染色验证主动脉根和头臂干中是否存在AS斑块。采用GSE34646和GSE34647数据集中的差异表达miRNA(differentially expressed miRNAs,DEMs)分析并预测DEMs靶基因(DEMs-target genes,DEMs-TGs)。其次,筛选GSE10000数据集易损斑块中差异表达基因(differentially expressed genes in advanced plaque,DEGs-AP)。然后将DEGs-AP与DEMs-TG进行交集,以筛选候选基因。对获得的基因构建PPI网络,并鉴定关键基因。接着建立miRNA-mRNA调控网络,并使用受试者工作特征(ROS)曲线评估关键基因的预后。最后采用RT-qPCR检测主动脉中预测的mRNA和miRNA水平。结果组织病理学检查显示,模型组有明显的易损斑块。通过GSE34646和GSE34647数据集筛选,在易损斑块中获得44个DEM,并预测得到3171个和8075个miRNA靶基因。在GSE10000数据集中,获得了3441个DEGs-AP。然后将DEGs-AP和DEMs-TG交集,得到936个候选基因。PPI网络鉴定了10个上调和10个下调的枢纽基因,用于构建miRNA-mRNA调控网络。结论Let-7g-3p-ADAM10/PIK3R1/C3AR1可能是RT-qPCR预测和诊断晚期斑块的潜在miRNA-mRNA调控轴。

基于生物信息学的糖尿病肾病miRNA-mRNA调控网络构建与分析

目的:基于生物信息学方法识别和构建与糖尿病肾病(DN)相关的miRNA-mRNA调控网络和关键基因。方法:从GEO数据库获取DN相关miRNA和mRNA表达数据集。通过R软件“limma”包筛选差异表达基因;从miRDB、TargetScan7.2、miRtarBase和miRWalk数据库预测差异miRNA靶点,根据miRNA与mRNA调控关系,用Cytoscape构建miRNA-mRNA调控网络;利用Funrich软件及R/BioConductor对网络内靶点进行富集分析,用STRING筛选关键基因。结果:在DN中共获得83个差异表达miRNA与1164个差异表达mRNA,筛选后得到80个DN相关miRNA-mRNA关系对;对网络基因进一步GO分析主要涉及MAPK失活、钙离子调节、ERK1/2级联调节、MAPK级联负调控等生物过程,KEGG分析主要涉及MAPK信号通路、流体剪切应力与动脉粥样硬化、TNF信号通路、细胞凋亡、IL-17信号通路、糖尿病并发症中AGE-RAGE信号通路、Toll样受体信号通路等,关键基因包括FOS、JUN、VEGFA、DUSP1、EOMES、CCR7、JUNB、VIM、FASLG、DUSP2等。结论:通过生物信息学分析发现DN相关miRNA-mRNA调控网络多途径、多靶点、多方位干预DN的发生与发展,同时为DN的早期诊断和干预治疗提供新的思路。

精神分裂症患者外周血中差异表达circRNA、miRNA、mRNA筛选及核心竞争性内源RNA网络构建

目的筛选精神分裂症患者外周血中差异表达的circRNA、miRNA、mRNA,并构建核心竞争性内源RNA(ceRNA)网络,解析精神分裂症发生发展的分子机制。方法精神分裂症患者6例记为精神分裂症组,同期体检健康的人群4例记为健康对照组。采集两组研究对象的外周血,提取总RNA后构建cDNA文库并进行高通量测序,采用R软件筛选精神分裂症患者外周血中差异表达circRNA、miRNA、mRNA。采用miRanda和qTar数据库共同预测与差异表达miRNA相互作用的circRNA和mRNA,与差异表达的circRNA、mRNA取交集后,采用R软件构建差异表达的ceRNA网络。基于DAVID数据库对精神分裂症患者差异表达ceRNA网络中差异mRNA进行GO和KEGG富集分析。采用string数据库构建精神分裂症患者差异表达ceRNA网络中差异mRNA之间的PPI网络,选用cytoscape软件中cytoHubba插件筛选影响精神分裂症发生发展的核心mRNA,选择与核心mRNA存在相互作用关系的miRNA和circRNA构建精神分裂症患者外周血中差异表达的核心ceRNA网络。结果相比健康对照组,精神分裂症组患者外周血中差异表达circRNA、miRNA、mRNA分别为31、213、2624个。构建了由差异表达的5个circRNA、4个miRNA和57个mRNA组成的ceRNA网络。精神分裂症患者差异表达ceRNA网络中mRNA主要参与化学刺激的感官知觉、多细胞生物生长的负调控等生物过程,涉及泛素-泛素连接酶活性、鸟苷酸结合、酶结合等分子功能,以及细胞质、肌动蛋白细胞骨架、轴突末端等细胞成分,ceRNA网络中mRNA显著富集于NF-κB信号通路、PI3K-Akt信号通路、Ras信号通路、泛素介导的蛋白水解等代谢通路。构建的精神分裂症患者差异表达ceRNA网络中mRNA PPI网络共包含23个节点和22条边,筛选获得影响精神分裂症发生发展的2个核心mRNA为BRCA1、GNAS。构建的精神分裂症患者外周血中差异表达的核心ceRNA网络包含5个节点和4条边。5个节点中包含2个核心mRNA:BRCA1、GNAS,1个miRNA:hsa-miR-502-5p,2个circRNA:hsa_circ_0001423、hsa_circ_0008494。4条边分别为hsa_circ_0001423/hsa-miR-502-5p/BRCA1、hsa_circ_0001423/hsa-miR-502-5p/GNAS、hsa_circ_0008494/hsa-miR-502-5p/BRCA1和hsa_circ_0008494/hsa-miR-502-5p/GNAS。结论与健康对照人群相比,精神分裂症患者外周血中有差异表达的circRNA 31个、miRNA 213个、mRNA 2624个,最终构建了包含5个节点和4条边的核心ceRNA网络。

加味逍遥散通过外泌体miRNA途径发挥抗肝癌作用

背景:在课题组先前研究中发现加味逍遥散具有明显的抗肝癌作用,但具体作用机制不明。目的:基于高通量测序结合生物信息学,探讨加味逍遥散对二乙基亚硝胺慢性诱导的原发性肝癌模型大鼠血浆外泌体miRNA水平的调节作用。方法:将SD大鼠随机分为空白对照组、肝癌模型组、加味逍遥散组。以二乙基亚硝胺持续给药12周诱导肝癌模型,从第17周开始,加味逍遥散组大鼠给予加味逍遥散灌服,每日1次,直至第20周末停药,空白对照组和肝癌模型组大鼠给予等量生理盐水灌胃,通过检测大鼠肝组织的形态结构、肝癌标志物Glypican-3蛋白和血清甲胎蛋白表达验证抗肝癌效应。使用超速离心法分离提取各组大鼠血浆外泌体,利用高通量测序技术筛选出大鼠血浆外泌体中差异表达的miRNA,生物信息学预测加味逍遥散通过肝癌血浆来源外泌体miRNA发挥抗肝癌作用的潜在生物标志物,并进行功能分析。结果与结论:①加味逍遥散对肝癌模型大鼠肝组织的形态结构有显著改善作用,与肝癌模型组相比,加味逍遥散组肝癌标志物Glypican-3蛋白和血清甲胎蛋白的表达均显著降低;②生物信息学分析显示,加味逍遥散组对肝癌模型组上调的miR-223-3p与基因E2F1、NCOA1存在靶向结合位点,并且与肝癌生存率及预后密切相关。由此可见,加味逍遥散对肝癌有治疗作用,可能是通过肝癌血浆来源外泌体miR-223-3p靶向负调控NCOA1/E2F1进而发挥抗肝癌效应。

红景天苷通过miRNA-mRNA信号轴抑制肿瘤的机制

随着中医药的快速发展和红景天苷(salidroside,sal)的多种抗癌效应不断被发现,已经sal可通过诱导细胞凋亡和自噬,调节细胞周期和肿瘤微环境,调控癌症相关信号通路及信号分子等来抑制肿瘤增殖、侵袭和迁移。微RNA(microRNA,miRNA)-mRNA信号轴也可通过改变miRNA的表达来调控靶m RNA的表达,从而影响癌细胞的生长周期、增殖、代谢等。研究表明sal可以通过调控miRNA-mRNA信号轴影响多种恶性肿瘤的发生和发展,如抑制肺癌、胃癌和鼻咽癌等的进展,且sal抑癌时具有明显的时间及剂量依赖性。总结近年来sal调控miRNA-mRNA信号轴抑制肿瘤的具体机制,可为肿瘤的防治研究提供新的理论依据、诊断和治疗思路。

精神分裂症患者外周血中mRNA/miRNA网络综合分析

目的探索精神分裂症患者外周血中mRNA/微小核糖核酸(miRNA)网络综合分析。方法纳入2022年12月至2023年2月就诊于该院的精神分裂患者6例作为实验组,志愿者4例作为对照组。收集两组人群血液样本,采用RNA-seq技术检测mRNA及miRNA的表达水平。最后利用基因表达综合数据库中GSE145554基因集进行生物信息学验证分析。结果与对照组相比,实验组中共分析出差异mRNA 2133个,其中包括上调mRNA 1410个,下调mRNA 723个;差异miRNA 150个,其中包括上调miRNA 72个,下调miRNA 78个。京都基因与基因组百科全书和基因本体论富集的生物学过程和信号途径主要包括哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)-丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT)信号通路、坏死性凋亡及内质网中的蛋白质加工信号通路等。结论PI3K-AKT、mTOR、坏死性凋亡及内质网中的蛋白质加工信号通路参与精神分裂的发生发展过程,为阐明精神分裂症的预防、诊断及治疗提供新的研究方向。

胃癌预后标志物circRNA-miRNA-mRNA的ceRNA网络生物信息学分析

目的构建胃癌(gastric cancer,GC)中与预后相关的circRNA-miRNA-mRNA竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)调控网络,探究诊治靶点。方法从GEO、TCGA数据库中获得GC中差异表达的circRNAs(circular RNA,circRNA)及相关miRNAs(microRNA,miRNA)、mRNAs,利用Cytoscape构建circRNA-miRNA-mRNA ceRNA网络,关注差异表达mRNAs功能,确定枢纽基因,最终通过Kaplan-Meier生存分析确定其预后价值。结果ceRNA网络由差异表达的2个circRNAs、5个miRNAs和349个mRNAs组成。功能富集分析提示差异mRNAs在“肌肉系统发育”、“金属离子跨膜转运蛋白活性”、“突触膜”和“钙信号通路”等方面和通路显著富集。构建了包含125个节点和165条边的PPI网络,并鉴定出10个枢纽基因,生存分析提示低ADAR1D或PTGFR表达可能导致GC患者预后不良。结论成功构建了与GC预后相关的circRNA-miRNA-mRNA ceRNA调控网络,确定了hsa_circ_0001190/hsa-miR-7-5p/ADRA1D和hsa_circ_0036287/hsa-miR-3127-5p/PTGFR两个在GC中具有潜在预后价值的轴,为GC的靶向诊治与研究提供新的依据。

基于生物信息学方法筛选脑动脉瘤中免疫浸润相关基因并构建miRNA-mRNA调控网络

脑动脉瘤仍然是最具破坏性的神经系统疾病之一。然而,脑动脉瘤形成和发展的病理生理学机制仍不清楚。本研究的目的是确定脑动脉瘤中的关键microRNA(miRNA/miR)和核心基因,有助于阐明脑动脉瘤发生的机制。方法 在本研究中,通过利用基因表达总库整合mRNA的公开基因表达数据,并结合生物信息学预测,共鉴定出2211个差异表达的mRNA,通过免疫浸润分析、WGCNA分析以及PPI网络提取核心基因,最终筛选出了与免疫细胞浸润显著相关的前10个核心基因。这些靶基因的生物学功能和途径被证实为与脑动脉瘤相关。收集2021年09月至2022年9月牡丹江医学院附属红旗医院神经外二科进行开颅动脉瘤夹闭的患者样本以及4例对照组织进行miRNA测序分析,并进行差异分析,鉴定了52个差异表达的miRNA。通过miRWalk数据库预测了调控这些核心基因的miRNA,发现许多miRNA-靶基因对的表达水平呈负相关,它们被用来构建脑动脉瘤中miRNA-靶基因的调控网络。统计学分析均由R软件4.0.2版本进行完成,对于两组间计量资料的比较,若数据为正态分布,则使用t检验;若数据不服从正态分布,则使用秩和检验;相关性分析采用Spearman法进行。P<0.05表示有统计学意义。结果 本研究成功构建脑动脉瘤中miRNA-靶基因的调控网络,在这个网络中,发现了一些可能在脑动脉瘤中起关键作用的miRNA和基因,如hsa-miR-675-3p和hsa-miR-363-5p等17个miRNA,以及7个核心基因包括INSR、NOTCH3、CACNB1、NTRK2、TRDN、KCND3和TAC1。结论 本研究中的综合分析通过构造miRNA-靶基因的调控网络可能有助于理解脑动脉瘤的潜在分子机制和寻找新的治疗靶点。

miRNA-378a过表达巨噬细胞株复合胶原蛋白海绵:抗炎及促进组织修复

背景:巨噬细胞M1/M2极化方向的调节在组织工程应用中尤为关键,及时调控可最大程度地减少促炎、促进抗炎或组织愈合反应。目的:将慢病毒介导的miRNA-378a过表达巨噬细胞株复合胶原蛋白海绵回植入动物模型,据此检测免疫调节在体内环境中的相关表达水平等组织修复相关的指标,进一步阐明在体内环境中miRNA-378a是否促进巨噬细胞M2极化及其对免疫调节和组织修复的作用。方法:将慢病毒介导的miRNA-378a过表达巨噬细胞株、阴性对照病毒巨噬细胞株扩增、筛选,复苏培养巨噬细胞株后与胶原蛋白海绵共培养以此构成复合体,具体分组如下:①阳性组:过表达miRNA-378a巨噬细胞-胶原蛋白海绵复合体;②阴性组:阴性对照病毒介导的miRNA-378a巨噬细胞-胶原蛋白海绵复合体;③对照组:巨噬细胞-胶原蛋白海绵;④空白对照组:胶原蛋白海绵。通过免疫荧光及扫描电镜观察各组细胞密度、表型、黏附情况,后回植入小鼠背部皮下模型,分别于造模后4,7 d处死小鼠,通过大体观察、苏木精-伊红染色、Masson染色、免疫组化分析慢病毒介导的miRNA-378a过表达巨噬细胞胶原蛋白海绵复合体中巨噬细胞极化的方向及其对机体免疫调控、组织修复的作用。结果与结论:①免疫荧光镜下观察各组巨噬细胞株确实与胶原蛋白海绵形成复合体;②扫描电镜下慢病毒介导的miRNA-378a巨噬细胞(阳性组)较其他分组细胞密度增加,细胞出现球形、椭圆形及多边形分化,具有更多的伪足;③大体观察下总体7 d愈合好于4 d,慢病毒介导的miRNA-378a过表达巨噬细胞(阳性组)无论4,7 d愈合均好于其他分组;④苏木精-伊红染色、Masson染色下,慢病毒介导的miRNA-378a过表达巨噬细胞(阳性组)具有较多量的纤维细胞、毛细血管、成纤维细胞以及胶原纤维增生;⑤免疫组化显示,慢病毒介导的miRNA-378a过表达巨噬细胞(阳性组)无论4,7 d M2极化细胞阳性率均大于其他分组;对照组及阴性组巨噬细胞无论4,7 d M2极化细胞阳性率均大于空白对照组,而对照组及阴性组之间无统计学差异;阳性组、阴性组、对照组无论4,7 d染色细胞数量均大于空白对照组,且阳性组>阴性组≈对照组>空白对照组;⑥提示在体内环境中miRNA-378a过表达巨噬细胞具有较多量的纤维细胞、毛细血管、成纤维细胞以及胶原纤维增生,对组织修复起到了正向作用,并且能促进巨噬细胞向M2型极化并抑制M1型极化,从而有助于减少机体炎症反应。

外泌体miRNA参与肿瘤化疗耐药的机制

背景:化疗作为癌症治疗的常见手段,前期具有一定的治疗效果,但随着化疗次数增加,肿瘤细胞对药物的抵抗性也逐渐增加,即化疗耐药性。目前化疗耐药性产生的主要机制包括化疗药物未能达到肿瘤部位,药物活性丧失导致药效下降,肿瘤细胞通过重塑代谢功能、基因表型和微环境逃避药物攻击等,但具体机制还有待深入探讨。目的:归纳并总结不同肿瘤中外泌体miRNA参与耐药的机制,提出潜在靶点。方法:以“hematological malignancies,liver cancer,lung cancer,breast cancer,melanoma,colorectal cancer,drug resistance,exosomal miRNAs”为英文检索词,检索PubMed数据库。检索时间范围为2013年1月至2023年8月。通过阅读文题和摘要进行初步筛选,排除与此次研究内容相关性差或内容重复的文献,最后纳入60篇文献进行综述。结果与结论:(1)外泌体miRNA进入细胞间质和循环,通过发挥局部旁分泌或远端效应,参与不同肿瘤生物进程的形成和发展,包括肿瘤微环境重塑、血管生成和耐药性产生;(2)外泌体miRNA可以透过细胞膜进入另一个细胞的胞浆内,通过传递miRNA启动或抑制受体细胞中的信号通路,在化疗过程中维持细胞存活、增殖和转移能力,从而导致耐药产生;(3)目前已经鉴定出许多与化疗耐药有关的外泌体miRNA,并将其作为常见肿瘤治疗靶点来开展研究;(4)虽然外泌体miRNA作为潜在的生物标志物和治疗靶点具有很大的前景,但仍有一些研究缺陷需要解决:一是缺乏用于外泌体分离和表征的标准化方案,导致不同研究中使用的方法存在差异;二是虽然外泌体中miRNA的存在和丰度已被广泛研究,但其功能作用和作用机制尚不完全清楚,阐明外泌体miRNA调控的特定靶点和途径可以为它们的生物学意义和潜在的治疗应用提供有价值的见解。解决这些研究缺陷将有助于更全面了解外泌体miRNA及其在各个领域的潜在应用,包括诊断、治疗和个性化医疗。

KRT18与mRNA及长链非编码RNA互作调控椎间盘髓核细胞损伤的机制

背景:椎间盘中差异表达的RNA结合蛋白在椎间盘退变中发挥着关键作用,其中RNA结合蛋白KRT18水平的降低与椎间盘退行性病变相关,但其在椎间盘髓核细胞中的具体作用尚未完全确定。目的:探讨KRT18与mRNA及长链非编码RNA结合互作对椎间盘髓核细胞的影响及机制。方法:对因腰部骨折或椎间盘退行性病变而接受椎间融合术的患者进行人体髓核组织取样获得正常髓核细胞和退变髓核细胞,并进行iRIP-seq、功能富集分析以及DNA微阵列分析,随后根据分析结果在髓核细胞中敲低KRT18,通过蛋白免疫印迹及qRt-PCR在蛋白和RNA水平检测相关基因水平的表达。结果与结论:通过iRIP-seq分析发现GUAAUC和AGCCUC序列中存在大量的KRT18结合位点,表明KRT18可参与调控RNA的转录、翻译、稳定性或在细胞信号传导途径中发挥作用。其能够与成熟的mRNA稳定结合,其中表达较高的基因包括CRLF1及IGFBP4等,同时与其结合的长链非编码RNA的峰值基因包括SNHG25、SNHG12、NEAT1、USP32、EIF4A2和CDH4,这些基因多涉及细胞凋亡、炎症等多种生物过程,并且能介导细胞外基质代谢的相关通路,KRT18能够调控它们的稳定性、转运、翻译、剪接等多个方面的功能,进而影响基因的表达和细胞功能。实验结果验证了在髓核细胞中敲低KRT18,细胞外基质代谢水平被抑制出现失衡,导致体外椎间盘退变。该研究首次从KRT18与mRNA及长链非编码RNA结合的角度探讨其调控机制,并推测了KRT18在椎间盘退变发病机制中的潜在功能,为今后KRT18关键功能的研究奠定了基础。

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。

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。