基于生物信息学的烟气暴露对大鼠肺脏基因表达谱的影响

利用基因芯片技术研究两种不同烟气暴露30 d后对大鼠肺脏基因表达的影响,并寻找其潜在miRNA、转录因子及药物.6只雄性SD大鼠分为普通卷烟烟气暴露组(n=3)和含本草香成分卷烟(金圣4)烟气暴露组(n=3),每天烟气暴露1次,连续30 d,结束后取大鼠肺脏进行差异表达基因筛选.基于Metascape数据库和Cytoscape 3.10.0软件对差异基因进行基因本体和京都基因与基因组百科全书生物信息学分析.STRING数据库获取蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络后筛选核心基因.依托于核心基因,通过miRDB和microT-CDS数据库预测潜在的miRNA,应用GTRD和JASPAR数据库预测潜在转录因子,基于DGIdb数据库预测潜在药物.与普通卷烟组比较,含本草香组筛选出差异表达1倍以上的基因1434个,其中上调表达767个,下调表达667个.差异表达基因富集于384种生物过程,59种细胞成分和51类分子功能以及20个信号通路.10个核心基因分别为Pik3r1、Fn1、Itgb3、Lrp5、Dvl3、Fgf2、Lrp6、Flt4、Tln1及Jun.预测结果显示,可能控制最多数量的DEGs的miRNA是rno-miR-200b-3p、rno-miR-429和rno-miR-200c-3p;预测到49种转录因子(Transcriptionfactors,TF);预测到111种药物小分子化合物.研究结果表明烟气暴露30 d所致大鼠肺脏的异常表达基因涉及多个miRNA、转录因子及药物,为烟草暴露致肺脏损伤研究提供实验依据.