miR-15a靶基因的预测及生物信息学分析

目的:对目前研究较为广泛的miR-15a的靶基因进行预测及相关生物信息学分析,以期为miR-15a靶基因的实验验证提供数据支持,并为深入研究miR-15a的调控机制及生物学功能奠定基础和提供理论指导。方法:选择TargetScan5.1与PicTar两种计算方法预测miR-15a的靶基因的交集作为分析的基因集合,分别进行GO注释描述、GO富集分析和生物通路富集分析。结果与结论:预测靶基因集合分别富集在转录调控、蛋白质修饰、细胞周期等生物学过程和蛋白激酶活性等分子功能上(P0.01);经典miR-15a预测靶基因集合显著富集于KEGG通路数据库中的Wnt信号通路、细胞周期和p53信号通路等5个信号转导通路及前列腺癌、慢性髓细胞性白血病、黑素瘤等7个疾病通路中(P0.05)。     

Hsa-miR-10a-5p靶基因预测及生物信息学分析

利用生物信息学对miR-10a-5p的靶基因进行预测及相关分析,为miR-10a-5p靶基因的实验验证及其调控机制提供理论基础。通过miRBase获取并分析人、大鼠,小鼠等物种的miR-10a-5p的碱基序列特征;使用在线数据库Targetscan7.1,miRDB,mirDIP和DIANA TOOLS等预测miR-10a-5p的靶基因,并用Venny 2.1绘制韦恩图取交集。用在线工具DAVID对交集靶基因进行GO功能注释和KEGG pathway分析。结果表明miR-10a-5p成熟序列在各物种间高度保守。获得的79个靶基因在分子功能上主要涉及染色质结合,转录活性激活等,并显著富集于肝脏发育,脂肪组织发育等生物学过程,涉及cAMP信号通路,TNF信号通路及AMPK信号通路。miR-10a-5p通过调控靶基因参与了生命活动和疾病过程中多个方面,尤其生长发育和癌症过程,为进一步研究提供了生物学基础。     

Hsa-miR-210-5p靶基因预测及其相关信号通路的生物信息学分析

为深入研究miR-210-5p的调控机制及生物学功能提供理论机制,应用生物信息学方法分析miR-210-5p序列,预测其靶基因,用Veney2.1.0绘制韦恩图得到靶基因集合,并对其靶基因集合进行蛋白质互作分析,GO功能注释分析和KEGG Pathway分析。结果发现,已知的成熟miR-210-5p序列在各物种间高度保守。蛋白质互作分析显示,miR-210-5p预测靶基因所编码蛋白质间相互作用关系较复杂,尤其是靶基因CDK8、MED18、MED13等编码的蛋白质,在互作中起关键作用。GO分析发现其靶基因集合可能参与细胞组分、分子功能、生物调节等生物学过程;KEGG pathway分析发现其靶基因集合主要富集在MAPK、VEGF、癌症、甲状腺激素信号通路等信号通路。miR-210-5p调控靶基因参与多种重要的生物学过程,为后续研究提供了线索。     

hsa-miR-342-3p生物信息学分析

通过生物信息学方法预测hsa-miR-342-3p靶基因及其功能机制。检索Pub Med有关hsa-miR-342-3p的研究报道并进行功能分析;检索miRBase获取hsa-miR-342-3p序列;通过Target Scan,Pictar和PITA数据库预测靶基因并取交集,对其进行组织和疾病特异性表达谱分析、功能富集分析(GO enrichment analysis)、信号转导通路富集分析(Pathway enrichment analysis)和蛋白质相互作用网络分析(PPI analysis)。结果发现:hsa-miR-342-3p序列在多物种间具有高度保守性;hsa-miR-342-3p在肾脏组织和急性淋巴细胞性白血病、乳腺癌疾病中表达水平较高(RPM≥1 000);预测得到14个hsa-miR-342-3p靶基因;靶基因分子功能分别富集于转化生长因子活性、DNA结合和蛋白激酶激活等(P0.05);hsa-miR-342-3p靶基因GO生物学过程主要集中于大分子代谢抑制,肺部组织发育、呼吸系统发育及管状组织发育建成(P0.05);细胞信号通路主要富集于TGF-Beta信号通路、细胞因子、受体作用信号通路及前列腺疾病信号通路(P0.01)。hsa-miR-342-3p在体内分布广泛,预测的靶向TGF-Beta信号通路可能在疾病发生中发挥重要调控作用,是具有潜在研究价值的生物学靶标。     

miR-335在肿瘤组织中的表达及其预测靶基因的生物信息学分析

目的:分析miR-335在多种肿瘤组织与癌旁组织中的表达,预测其靶基因并进行相关生物信息学分析,为进一步研究miR-335在肿瘤中的调控机制提供理论基础。方法:分析miR-335的保守性及在多个肿瘤组织中的表达;预测miR-335靶基因,并使用DAIVID对miR-335靶基因进行生物信息学分析。结果:miR-335序列高度保守,在肝癌、肺癌、乳腺癌、肝内胆管癌、脂肪肉瘤中表达下调(P<0.05)。预测miR-335靶基因共34个,靶基因集合功能富集于细胞迁移、凋亡、转录调控,以及蛋白质分子连接、细胞骨架组成等生物学过程和分子功能(P<0.05);主要参与了轴突向导和黏着斑信号通路、黑素瘤疾病信号通路及TGF-β信号通路(P<0.05)。结论:miR-335在多种肿瘤中表达异常,且涉及多个生物学过程和信号转导通路,与肿瘤的发生发展密切相关。     

microRNA-151-5p在肾血管性高血压大鼠血管内皮细胞中的表达及意义

目的:研究microRNA-151-5p(miR-151-5p)在两肾一夹(2K1C)肾血管性高血压大鼠中的表达,并为miR-151-5p参与调节血管内皮细胞功能提供理论依据。方法:建立2K1C大鼠模型,获得胸主动脉血管内皮,采用荧光定量PCR技术检测血管内皮细胞中miR-151-5p的表达,通过数据库及生物信息学软件预测miR-151-5p的靶基因,并对靶基因进行GO富集和KEGG pathway分析。结果:与假手术组大鼠相比较,实验组大鼠胸主动脉血管内皮细胞miR-151-5p的表达量显著升高(P0.05)。GO分析显示miR-151-5p的靶基因参与蛋白加工水解、Notch受体加工等多种生物学功能(P0.01);KEGG pathway分析显示miR-151-5p的靶基因参与Notch信号通路、血管平滑肌收缩、代谢途径、细菌感染和RNA转运等信号通路。结论:2K1C大鼠血管内皮细胞中miR-151-5p表达升高,可能通过对其靶基因APH1A的调控参与血管内皮细胞功能调节。     

牦牛miR-383的靶基因预测及生物信息学分析

MicroRNAs (miRNAs)是一类非编码的小分子单链RNA,通过与靶基因的mRNA结合,抑制mRNA的翻译,参与多种生物学过程.本实验室前期通过高通量测序发现90日龄牦牛胚胎的背最长肌中miR-383的表达量显著高于成年牦牛.为探究miR-383在牦牛骨骼肌发育中的分子功能和机制,本研究对miR-383的靶基因进行预测,并进行生物信息学分析.通过TargetScan、miRDB和miRanda 3个软件预测了miR-383的靶基因,然后合并miRTarbase数据库中已被证实的靶基因作为基因集,分别用DAVID和KOBAS3.0在线软件对基因集进行功能注释(GO分析)和Pathway信号通路富集分析.结果 表明,牦牛miR-383序列在各物种间高度保守,靶基因功能富集于CD8阳性T细胞增殖的调控、核糖核蛋白复合物定位和负调控T细胞分化等生物学过程.信号通路分析发现靶基因的信号通路显著富集于PI3K-Ak、AMPK、FoxO和Focal adhesion等与肌肉发育相关的信号通路中.该研究结果将为miR-383功能及调控机制的深入研究提供参考依据,也为解析牦牛肌肉发育的分子机制提供新的研究方向.     

人类miR-146a-5p靶基因预测及生物信息学分析

微小RNA(miRNA)是疾病发生发展过程中的调节剂,但其在炎症反应、免疫应答,特别是肿瘤中的调控机制仍然未知。本研究先对人类miR-146a-5p进行定位,分析序列保守性,挖掘其在不同组织中表达特征;同时,将Targetscan7.1、miRDB、mirDIP和DIANA TOOLS数据库预测的人类miR-146a-5p靶基因取交集,并通过String11.0构建了蛋白相互作用(PPI)网络;利用Omicshare平台和KOBAS数据库进行基因本体(GO)注释分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。结果显示:人类miR-146a-5p成熟序列的保守性高,推测其具有重要生物学功能;73个靶基因涉及到结构分子活性、催化活性以及转录因子活性配体的激活,并且参与机体代谢、信号传导、正负向调控等生物学过程;还与Toll样受体(TLRs)信号、核转录因子-κB(NF-κB)以及视黄酸诱导基因I样受体(RLRs)等相关信号通路相关联。本研究初步阐明了人类miR-146a-5p通过调控靶基因在肿瘤发生、免疫应答和炎症刺激等疾病发生发展过程起着重要作用,人类miR-146a-5p将可能成为潜在的生物标记物和治疗靶标。     

hsa-miR-381-3p靶基因预测及其相关信号通路的生物信息学分析

应用生物信息学方法分析miR-381-3p序列,预测其靶基因,并对靶基因进行蛋白质互作分析、功能富集分析及信号转导通路富集分析。结果发现,已知的成熟miR-381-3p序列在不同物种间高度保守。蛋白质互作分析显示,mi R-381-3p预测靶基因所编码蛋白质间存在复杂的相互作用,尤其是靶基因BTBD1、NUP160、STX16等编码的蛋白质,在互作中起关键作用。GO分析发现其靶基因集合可能参与细胞过程、生物调节、细胞大分子代谢等生物学过程;KEGG通路分析发现其靶基因集合显著富集于mTOR、Wnt、p53、MAPK等信号通路中。分析结果初步提示miR-381-3p通过调控靶基因广泛参与多种重要的生物学过程,为后续的实验性研究提供了线索。     

肝癌细胞HepG2中p53调控miRNA-3661的生物信息分析与功能验证

对已在前期实验中通过Dox诱导肝癌细胞HepG2 DNA损伤发现的受p53调控的hsa-miR-3661进行生物信息学分析,并通过分子生物学实验对其功能进行了验证,为miR-3661在肝肿瘤中的调控机制的研究提供理论基础。获取miR-3661结构与序列信息;预测靶基因,使用DAVID进行miRNA靶基因功能富集分析;分析miR-3661的p53结合位点,通过基因间的相互作用构建调控网络;进行细胞增殖实验验证miR-3661抑制肿瘤功能。结果表明,miR-3661序列保守,启动子区存在p53结合位点,暗示p53与hsa-miR-3661存在直接调控;预测靶基因1 009个,369个显著富集于细胞周期调控、细胞增殖、细胞凋亡等肿瘤相关生物学过程(P0.05),主要参与了癌症信号通路、MAPK信号通路与Erb B信号通路(P0.05);通过268组基因间的相互作用数据构建了p53、hsa-miR-3661和靶基因的调控网络,从系统生物学角度分析了参与多个肿瘤生物进程的关键靶基因;在实验中证实过表达miR-3661可以显著抑制肝癌细胞HepG2的增殖过程(P-value=0.001 46)。miR-3661受p53直接调控,其靶基因显著富集于多种肿瘤相关生物进程与信号通路,过表达miR-3661可显著抑制肝癌细胞增殖。     

饲料硒含量对黄颡鱼肠系膜脂肪组织中脂类代谢和miRNAs表达水平的影响

使用3种不同硒含量的饲料饲养黄颡鱼12周, 研究饲料硒含量对黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)肠系膜脂肪组织脂类代谢和miRNAs表达水平的影响, 饲料硒含量分别为0.03(低硒组)、0.25(适宜硒组)和6.39 mg Se/kg饲料(高硒组)。结果表明, 相比较于适宜硒组, 高硒和低硒组中甘油三酯(TG)含量显著升高(P<0.05), 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)和6-磷酸葡萄糖脱氢酶(6PGD)的酶活性在低硒组中活性显著下降(P<0.05), 在高硒组中活性显著上升(P<0.05); 异柠檬酸脱氢酶(ICDH)的酶活性在低硒组中没有显著性变化(P>0.05), 在高硒组中显著下降(P<0.05); 苹果酸酶(ME)和脂肪酸合成酶(FAS)的酶活性在低硒和高硒组中均显著上升(P<0.05)。相比于适宜硒组, 在高硒组miR-26a、miR-183、miR-135、let-7b、let-7c和let-7g的表达量显著上升(P<0.05), 而在低硒组中没有显著性差异(P>0.05); miR-181a-5p和let-7e在低硒组中显著上升(P<0.05), 在高硒组中没有显著性差异(P>0.05); miR-130和miR-203a在低硒和高硒组中表达量均显著上升(P<0.05); miR-200a、miR-143、let-7d和let-7f在低硒组中表达量显著下降同时在高硒组中表达量上升(P<0.05)。miR-143、miR-203a和miR-130在脂肪组织中高表达, 且对硒产生强响应, 通过TargetScanFish6.2和miRwalk3.0共预测3个miRNA的靶基因, 并对靶基因进行KEGG富集分析, 结果显示, miR-143的靶基因在矿物盐吸收、不饱和脂肪酸生物合成、胰岛素通路、自噬、脂肪酸代谢、鞘脂类代谢、调节脂肪细胞脂肪分解和甘油磷脂代谢等途径中显著富集(P<0.05, FDR≤0.05); miR-203a的靶基因在胰岛素抵抗、胰岛素通路、调节脂肪细胞脂肪分解和自噬等代谢途径、信号通路中显著富集(P<0.05, FDR≤0.05); miR-130的靶基因在胰岛素通路、胰岛素抵抗、自噬、鞘脂类代谢、调节脂肪细胞脂肪分解和mTOR通路中显著富集(P<0.05, FDR≤0.05)。综合分析发现, miR-143、miR-203a和miR-130的靶基因共同富集在脂肪酸合成、调节脂肪细胞脂肪分解、胰岛素抵抗等脂代谢相关的通路中, 选取共富集通路中的靶基因进行qPCR检测, 结果显示fas、碳水化合物反应元件结合蛋白α(chrebpα)、肉碱棕榈酰转移酶1α(cpt1α)、激素敏感酯酶(hsl)、固醇调节元件结合蛋白(srebp1)、过氧化物酶体增殖剂激活受体α(pparα)和脂肪组织甘油三酯酶(atgl)的表达趋势与miR-143、miR-203a和miR-130的表达趋势相符合, 推测饲料硒缺乏和过量诱导黄颡鱼肠系膜脂肪组织脂质沉积是通过诱导miR-143、miR-203a和miR-130的表达量上调, 进而负调控靶基因chrebpa、cpt1a、hsl、srebp1、ppara和atgl的表达实现。     

温胆汤影响粪菌移植诱导的广泛性焦虑障碍小鼠海马组织miRNA的表达

摘要 目的：探究人源粪菌移植诱导的广泛性焦虑障碍模型小鼠海马组织miRNAs的表达变化及温胆汤对miRNAs的调控作用。方法：实验组经过14天的抗生素洗脱及14天5次的粪菌移植,最后7天给药治疗。实验结束后,通过旷场实验与高架实验检测是否发生焦虑样改变。采用高通量测序方法,分析实验组小鼠海马miRNAs的表达水平,结合网络分析及富集分析方法得到关键miRNAs,并通过RT-PCR实验进行验证。结果：旷场实验中,焦虑模型组较正常模型组移动总距离（P<0.05）、中央格停留时间（P<0.01）及穿格次数（P<0.05）显著降低,经温胆汤治疗后,除总距离外均显著升高（P<0.05）;高架实验中,焦虑模型组较正常模型组开放臂进入次数百分比（P<0.05）和开放臂停留时间百分比（P<0.01）显著降低,经温胆汤治疗后均显著升高（P<0.01）;高通量测序结果显示,实验组重叠且方向一致的miRNAs有12个,其中显著差异的关键miRNAs共9个,注释得到353个靶基因。KEGG结果显示,miRNA可能通过MAPK信号通路、谷氨酸能神经通路、钙信号通路、mTOR信号通路参与调控过程。GO结果显示,miRNA可能通过DNA转录的正调控、突触囊泡胞外分泌的调节、突触前组装调节、神经元动作电位的传播、谷氨酸能突触参与调控过程。RT-PCR结果显示,温胆汤可能通过调控miR-26a-1-3p等miRNAs达到治疗作用。结论：焦虑患者肠道菌群失常导致miR-7a-5p、miR-3077-3p、miR-26a-1-3p等miRNAs异常表达,温胆汤通过调节miR-26a-1-3p等miRNAs达到治疗作用。     

Hsa-miR-125b在人胃癌耐药细胞株中的表达及其靶基因的功能分析

研究表明, Hsa-miR-125b在人胃癌耐氟尿嘧啶细胞株BGC823/Fu中表达下降。为进一步探讨hsa-miR-125b在获得性耐药中所起的作用, 文章应用miRbase、靶基因预测软件、Gene Ontology数据库及KEGG数据库对hsa-miR-125b的序列特征、进化保守性、靶基因及功能以及靶基因所参与的信号通路等进行了深入的生物信息学分析。结果显示：has-miR-125b在多个物种之间具有高度序列保守性; 通过软件预测获得hsa-miR- 125b 靶基因79个, 其分子功能包括转录调节、蛋白质结合和肽酶类活性等(P<0.001), 其所参与的生物学过程主要有细胞周期、细胞增殖、细胞凋亡的正性或负性调控以及细胞因子刺激反应性、药物反应性、DNA损伤反应性等(P<0.001), 调控包括MAPK、Wnt、p53等多条信号转导通路(P<0.01)。上述结果表明hsa-miR-125b可能参与调控多个生物学过程和信号转导通路, 而其中细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期等生物学过程以及MAPK、Wnt、p53等信号通路已被证实与肿瘤耐药的发生有关。因此, hsa-miR-125b可能通过调控上述环节中的靶基因来影响肿瘤细胞对药物的敏感性, 从而为hsa-miR-125b在肿瘤耐药中的作用机制提供新的研究线索。     

Expression profiles of microRNAs in oxidized low-density lipoprotein-stimulated RAW 264.7 cells

Macrophage-derived foam cells were one of the hallmarks of atherosclerosis, and microRNAs played an important role in the formation of foam cells. In order to explore the roles of miRNA in the formation of foam cells, we investigated miRNA expression profiles in foam cells through high-throughput sequencing technology. A total of 84 miRNAs were differentially expressed between RAW 264.7 macrophages and foam cells induced by ox-LDL. Thirty miRNAs were upregulated and 54 miRNAs were downregulated. GO terms and KEGG pathways analysis revealed that the target genes of most of DE miRNAs were mainly enriched in “cell differentiation,” “endocytosis,” “MAPK signaling pathway,” and “FoxO signaling pathway.” The target genes of some DE miRNAs were enriched in “Insulin signaling pathway,” “Hippo signaling pathway,” “TNF signaling pathway,” “NF-kappa B signaling pathway,” and “cell death.” Using bioinformatics analyses and dual-luciferase reporter assays, we found that miR-28a-5p and miR-30c-1-3p directly inhibited LRAD3 and LOX-1 mRNA expression through targeting the 3’UTR of LRAD3 and LOX-1 mRNA, respectively. Our study indicates that miRNAs are extensively involved in the formation of foam cells, and provides a valuable resource for further study the role of miRNAs in atherosclerosis.     

小儿脓毒症休克相关基因的筛选及网络构建

为探究脓毒症休克与SIRS的差异表达基因及网络的构建,筛选潜在的核心基因,从GEO数据库下载相关基因表达谱GSE26378,数据分为脓毒症休克与SIRS各29个样本,通过在线软件GCBI对其进行标准化及差异基因筛选;对差异基因进行GO分析;基于KEGG进行功能通路分析以及基因信号网络分析;差异基因共表达网络分析。结果表明:两组中总共有1 456个基因被识别为差异基因(P0.05),与SIRS组相比,脓毒症休克组中有条859条下调基因,597条上调基因。GO功能富集分析显示差异基因主要参与了细胞周期、细胞免疫、细胞代谢。KEGG功能通路分析显示差异基因主要参与了MAPK信号通路、P53信号通路、wnt信号通路、细胞凋亡信号通路,细胞周期受体信号通路等。共表达分析发现基因CCNB1、NUSAP1、OIP5、SHCBP1、ZWINT、TOP2A、DLGAP5等位于网络中央部位,而基因信号网络分析发现基因PLCB1、PIK3CA、STAT3、CAMK2D、PRKCB、CREB1位于网络核心。基因芯片分析有助于发现脓毒症休克与SIRS患儿外周血单核细胞在转录组学上的改变,而生物信息学网络分析有助于发现潜在的靶点。