系统型硬化症尿液lncRNA-mRNA差异表达基因筛选及生物信息学分析

为探讨系统性硬化症(SSc)患者尿液样本中的长链非编码RNA(lncRNA)、信使RNA(mRNA)的表达谱和生物学功能。选取6名SSc患者和3名健康对照者(HC),采集样本为中段晨尿,应用mRNA和lncRNA微阵列检测总RNA表达变异,SSc组与HC组相比。检测尿液lncRNA和mRNA表达,Gene ontology (GO)分析Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)信号通路分析差异表达的lncRNA功能分布;STRING在线网站和Cytoscape软件网络应用分析构建蛋白质相互作用网络(PPI)并筛选出核心基因(Hub Gene)。结果发现：与HC相比,SSc患者尿液中共有645个(上调546,下调99)mRNA和1 888个(上调1 647,下调241)lncRNA差异表达(Fold Change绝对值≥2,且P≤0.05)。KEGG通路结果显示富集TGF-β信号通路、氧化磷酸化、磷酸戊糖通路。SSc的GO分析显示与转录调控、DNA去甲基化、白介素6反应等相关;PPI网络分析表明主要富集在氧化磷酸化、细胞凋亡、自噬途径通路...     

阿霉素诱导下的肝癌细胞HepG2中微小RNA差异表达分析

旨在研究阿霉素诱导引起的DNA损伤压力下,肝癌细胞Hep G2中参与DNA损伤应答的mi RNA,并分析这些mi RNA靶基因参与肝癌DNA损伤应答相关的生物学进程与通路。通过小RNA测序检测阿霉素处理肝癌细胞Hep G2前后mi RNA的差异表达情况,使用GO与KEGG通路富集方法对差异表达mi RNA靶基因进行功能富集分析。结果显示,共检测出显著表达差异mi RNA 68个,其中上调13个,下调55个。mi RNA靶基因的功能分析结果显示,53条mi RNAs靶基因显著富集于调控细胞增殖、细胞凋亡、细胞迁移和细胞周期等与DNA损伤应答以及肿瘤相关的生物进程和信号通路,包括p53信号通路、癌症通路、Wnt信号通路和MAPK信号通路等。研究表明,在阿霉素诱导下,Hep G2中的差异表达mi RNAs与DNA损伤相关的肿瘤生物学进程以及信号通路显著相关,预示这些mi RNAs在阿霉素引发的肝细胞癌DNA损伤应答中起着重要的作用。     

捻转血矛线虫丙硫咪唑耐药相关lncRNA的转录组学测序与分析

分析捻转血矛线虫敏感株和耐药株中长链非编码RNA (Long non-coding RNA,lncRNA)的表达谱,探讨lncRNA与捻转血矛线虫丙硫咪唑耐药机制的关联性,为捻转血矛线虫耐药机理提供依据。文中对捻转血矛线虫敏感株和耐药株进行cDNA测序文库构建,使用Illumina HiSeq 4000平台进行双端测序,筛选出差异的lncRNA,基于顺式调控(cis)和反式调控(trans)对差异显著的lncRNA进行靶基因预测,并对靶基因进行过Gene Ontology (GO)功能注释和KEGG Pathway富集分析,利用FPKM法估计lncRNA和mRNA的表达水平。结果表明,敏感株和耐药株候选lncRNA分别为6 377和6 356个,两个文库中筛选出168个差异显著的lncRNA,其中在敏感株中表达上调有92个,表达下调76个。筛选得到的差异显著lncRNA候选靶基因416个,这些基因共注释到641条GO terms和92条信号通路;其中富集到耐药性相关的通路有药物代谢-其他酶、药物代谢-细胞色素P450、细胞色素P450对异生素的代谢等。综上表明,部分lncRNA介导的靶基因与捻转血矛线虫丙硫咪唑耐药性相关,lncRNA在捻转血矛线虫耐药性中具有潜在的重要的调节作用。探究了对于敏感虫株和耐药虫株中lncRNA的表达谱,发现了敏感虫株和耐药虫株中差异表达的lncRNA,有助于找出捻转血矛线虫如何抵抗丙硫咪唑的发生机制,为探讨捻转血矛线虫丙硫咪唑耐药机制提供科学的依据。     

黄芪多糖对C3H10T1/2细胞棕色脂肪分化中长链非编码RNA表达谱的影响

本试验旨在探究黄芪多糖(APS)对小鼠间充质干细胞C3H10T1/2细胞棕色脂肪化过程中长链非编码RNA(lncRNA)表达谱的影响。试验以C3H10T1/2细胞为研究对象,在成脂诱导分化培养液中添加0.4 g/L的APS,以诱导分化1.5 d的细胞构建文库后测序,筛选差异m RNAs和差异lncRNAs,并对差异m RNAs和差异lncRNAs的顺式及共表达作用预测的靶基因进行了功能分析。通过荧光定量PCR随机分析了3个lncRNAs和3个m RNAs的表达水平,验证了测序结果的准确性。研究结果表明,本次测序共得到13 450个lncRNAs和57 776个m RNAs。通过对其表达量、长度、外显子个数和成对重复性检验分析证明了测序数据的可靠性较好。筛选共得到153个差异表达的lncRNAs和1 238个差异表达的m RNAs。结果表明,差异m RNAs主要基因本体(GO)注释富集在53个功能分类中,京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析富集在343条通路中。差异lncRNAs顺式及共表达作用预测的靶基因GO注释分别富集在34和33个功能分类中,在分子功能中条目一致。KEGG分析显示,多个基因富集在脂肪代谢和脂肪分化的信号通路中,尤其在胰高血糖素及cAMP信号通路中富集显著。综上表明,APS导致了C3H10T1/2细胞成脂分化中lncRNA表达谱的变化。本研究结果可为进一步解析APS对干细胞的分化调节提供科学依据。     

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-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。     

肾透明细胞癌中长链非编码RNA SNHG12的生物信息学分析

目的:探讨长链非编码RNA(lncRNA)SNHG12在肾透明细胞癌(ccRCC)中的意义,并对SNHG12进行靶基因预测,为SNHG12在ccRCC中的进一步研究提供借鉴。方法:利用UALCAN数据库分析ccRCC中SNHG12的差异表达,并对SNHG12进行生存分析;利用RegRNA 2.0、HMDD、targetscan、starBase v3.0、microT-CDS平台预测SNHG12的靶基因,构建SNHG12-microRNAs-mRNAs调控网络;运用FunRich平台对预测的靶基因进行Gene Ontology(GO)分析和KEGG信号转导通路富集分析。结果:SNHG12在ccRCC中的表达明显增高,SNHG12高表达患者的总生存期较低表达患者明显缩短。SNHG12上存在3个与ccRCC相关的microRNAs(hsa-miR-138-5p、hsa-miR-454-3p、hsamiR-497-5p)的可能结合位点,从而调节下游的288个靶基因,构成SNHG12-microRNAs-mRNAs调控网络。在生物学过程中,microRNA靶基因高度富集到碱基、核苷、核苷酸和核酸代谢调节等过程。KEGG通路分析中,microRNA靶基因高度富集到内皮素、IFN-γ等介导的信号通路。结论:SNHG12在ccRCC中表达增高,有望成为ccRCC新的潜在生物学标志物。利用生物信息学方法进行靶基因预测,可为后续SNHG12在ccRCC中的机制研究提供方向。     

HER-2阴性乳腺癌新靶向基因的生物信息学分析

利用生物信息学方法研究HER-2阴性乳腺癌的潜在靶向基因、信号传导通路及分子机制。从公众数据库(gene expression omnibus,GEO)下载HER-2阴性乳腺癌患者和正常女性上皮细胞基因芯片数据,运用RMA算法进行数据预处理,运用R语言LIMMA的包选出差异表达基因。将差异表达基因上传到DAVID在线网站进行富集分析,运用KEGG信号传导通路进行信号传导通路分析,最后用STRING进行蛋白相互作用网络分析(控制差异表达倍数大于2倍,p值小于0.01),筛出差异表达基因72个(上调基因10个,下调基因62个)。差异基因富集分析结果表明富集程度高的差异基因主要与转录调节、细胞凋亡及细胞外刺激反应等密切相关,信号传导通路分析结果表明差异基因主要与MAPK信号转导通路等密切相关,蛋白共表达网络分析结果表明关键蛋白质为FOS、JUN、KLF6、ATF3、HIST2H2AA4和HIST2H2BE等。HER-2阴性的乳腺癌患者早期差异表达基因表现为下调,HIST2H2AA4和HIST2H2BE可成为其潜在靶向基因,并可作为MAPK信号传导通路中ERK1/2中FOS基因的下游基因,验证需进一步实验。     

胃癌多药耐药相关microRNA的筛选和鉴定

目的:研究胃癌多药耐药相关microRNA并对其进行鉴定、靶基因预测和预测靶基因的生物信息学分析。方法:运用microRNA芯片对胃癌多药耐药细胞SGC7901/ADR和其亲本细胞SGC7901进行microRNA表达谱分析;采用实时定量PCR的方法对差异表达的miRNA进行验证;再运用生物信息学方法对差异表达的miRNA进行靶基因预测;再对预测的靶基因进行GO和KEGG通路分析。结果:与SGC7901相比SGC7901/ADR表达上调超过2倍的miRNA有6个,表达下调超过2倍的有11个。实时定量PCR对共同差异表达的microRNA进行验证显示与芯片结果的一致性。对这17个差异表达的miRNA进行靶基因预测,再对预测得到的靶基因进行GO和KEGG通路分析显示预测的靶基因参与了肿瘤相关通路、MAPK通路、Focal Adhesion通路等。结论:我们初步筛选得到了胃癌多药耐药相关miRNA并对其进行了生物信息学分析,为进一步地探索miRNA在胃癌多药耐药中的作用及其分子机制奠定了基础。     

基于RNA-seq的无量山乌骨鸡(Gallus gallus)肝脏脂代谢相关miRNAs的筛选

为研究无量山乌骨鸡(Gallus gallus)肝组织脂代谢相关miRNA (microRNA)在不同发育阶段的表达特征,本研究采集出壳当日(D1)和168日龄(D168)母鸡肝组织样品作为试验材料,利用DNBSEQ平台进行测序,采用DEGseq筛选差异表达的miRNA及其靶基因,随机选取9个差异表达miRNA进行RT-qPCR验证,KEGG通路分类筛选出脂代谢相关miRNA并进行聚类分析,预测脂代谢相关miRNA靶基因并进行GO和KEGG通路功能富集,构建脂代谢相关miRNA和靶基因关联网络。分析结果表明,筛选出106个差异表达miRNAs,包括54个上调miRNA和52个下调miRNA;聚类得到41个脂代谢相关的miRNAs;预测到38个靶基因,对靶基因的功能注释确定主要富集于甘油磷脂代谢、脂肪酸代谢和鞘脂代谢等脂质代谢相关通路,novel-gga-miR2311-5p-DGKZ、 novel-gga-miR2047-3p-ACACA、 novel-gga-miR866-3p-DGKH是脂代谢相关候选miRNA-mRNA关系对。研究提示无量山乌骨鸡肝组织miRNA在不同发育阶段的表...     

中华蜜蜂幼虫肠道响应球囊菌胁迫的microRNA应答分析

【目的】蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis,简称球囊菌)是一种能够侵染中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)幼虫的致死性真菌病原。微小RNA(microRNA,miRNA)可通过在转录后水平靶向抑制或降解mRNA而参与宿主与病原互作过程。本研究旨在对球囊菌胁迫的中蜂6日龄幼虫肠道的差异表达miRNA(DEmiRNA)及其靶基因进行深入分析,进而揭示DEmiRNA在中蜂响应球囊菌胁迫应答过程中的作用。【方法】利用Illumina MiSeq平台对正常及球囊菌胁迫的中蜂6日龄幼虫肠道(AcCK和AcT)进行测序,通过相关生物信息学软件预测DEmiRNA及其靶基因。通过Blast将靶基因注释到GO和KEGG数据库。利用Cytoscape软件构建DEmiRNA与其靶mRNA的调控网络。通过Stem-loop RT-PCR和qPCR验证测序数据的可靠性。【结果】本研究共预测出537个miRNA,其长度分布介于16–35 nt之间,且不同长度的miRNA首位碱基偏向性差异明显。通过Stem-loop RT-PCR证实了10个novel miRNA的表达。AcCK vs AcT比较组共有54个DEmiRNA,包含31个上调和23个下调miRNA,可分别靶向结合6170和8199个靶基因。GO分类结果显示上调和下调miRNA的靶基因分别涉及47和47个条目,富集基因数最多的皆为结合细胞进程和催化活性。KEGG代谢通路(pathway)富集分析结果表明上调和下调miRNA的靶基因分别富集在134和126条pathway,富集基因数最多的均为内吞作用和内质网中的蛋白质加工。调控网络分析结果表明,DEmiRNA及其靶mRNA形成十分复杂的调控关系;31个DEmiRNA可靶向结合51个与泛素介导的蛋白水解相关的mRNA,18个DEmiRNA可靶向结合14个与Jak-STAT信号通路相关的mRNA;miR-1277-x、miR-26-x、miR-27-y、miR-30-x、miR-6052-x等16个miRNA共同参与了上述两条免疫通路的调控。最后,随机挑选3个DEmiRNA进行qPCR验证,结果证明了测序数据的可靠性。【结论】本研究提供了中蜂幼虫肠道在球囊菌胁迫后期的miRNA的表达谱和差异表达信息,揭示了球囊菌与宿主之间在miRNA组学水平存在复杂的互作。miR-6052-x和miR-1277-x作为调控网络的核心可能通过影响细胞凋亡参与宿主的免疫防御,miR-26-x和miR-30-x可能通过调控Jak-STAT信号通路参与宿主的胁迫应答。本研究筛选出的关键DEmiRNA有望作为治疗白垩病的分子靶标。     

microRNA155在动脉粥样硬化发生过程中的网络调控机制

动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是一种慢性进行性的血管炎症性疾病,其发病机制主要包括内皮细胞损伤,脂质浸润及炎症介质分泌等。microRNA155(miR-155)是参与AS炎性调控、免疫和自噬信号等通路的微小非编码RNA。系统性研究miR-155及其靶基因的网络调控机制,能全面理解miR-155在AS中的作用,促进其在临床诊断中的应用开发。利用miRNA靶基因预测数据库miRDB、miRmap和Starbase获取miR-155的靶基因集。R语言分析基因表达综合数据库(gene expression omnibus,GEO)共享平台动脉粥样硬化斑块差异表达基因(GSE24702),筛选出18 076个差异表达基因。利用基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)分析,观察这些差异表达基因共同富集在IL6-JAK-STAT3信号通路、炎症反应和TNFα等炎症信号通路。与miR-155靶基因交叉匹配得到371个交集mRNA,其中159个在动脉粥样硬化斑块中上调,212个在动脉粥样硬化斑块中下调。基因本体(gene ontology,GO)及基因组数据库(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析研究基因功能,GO富集分析371个差异基因主要富集炎症和凋亡信号通路的负调控等功能,KEGG分析371个差异基因主要富集TGFβ等炎症信号通路。蛋白相互作用网络(protein-protein interaction networks,PPI)分析获得关键节点基因是ARRB2、FBXO11、SOCS1、FBXO22、FBXO30、KRAS、RNF19A、TRIM32、HERC4、PJA1、RCHY1和DET1。本研究表明,miR-155主要通过调控炎症反应等相关信号通路影响斑块细胞炎症、自噬及凋亡等功能,进而影响动脉粥样硬化的各个进程。     

二穗短柄草(Brachypodium distachyon)BdCO基因调控开花的转录组学分析

CONSTANS(CO)是植物光周期诱导开花途径中的关键基因之一。为探究BdCO在光周期途径中的分子调控机制,本研究对野生型二穗短柄草(Brachypodium distachyon)Bd21植株、过表达BdCO基因型二穗短柄草(CO＿OX)植株和BdCO基因敲除型二穗短柄草(CO＿A3)植株进行转录组测序分析,对差异表达基因进行GO和KEGG功能富集分析,最后观察三种植株的开花表型。结果表明,对比Bd21 vs CO＿OX和Bd21 vs CO＿A3的基因表达量,分别检测到1 382个和773个差异表达基因;GO功能富集分析发现,Bd21 vs CO＿OX的差异表达基因主要富集在小核仁核糖核蛋白复合物、 snoRNA结合和rRNA处理中,Bd21 vs CO＿A3的差异表达基因主要富集在类囊体、色素结合和光合作用中;KEGG通路富集分析发现,Bd21 vs CO＿OX的差异表达基因主要富集在植物激素信号转导、真核生物中的核糖体生物发生、光合作用-天线蛋白和昼夜节律-植物等通路,Bd21 vs CO＿A3的差异表达基因主要富集在MAPK信号通路-植物、真核生物中的核糖体生物发生和光合作...     

金针菇菌柄发育的转录组与蛋白组分析

菌柄是金针菇等食用菌的主要商品部位,但其生长机制仍不明确。本研究对金针菇伸长期和成熟期菌柄进行了转录组联合蛋白组分析,结果显示,两样本显著性差异表达基因和蛋白分别为721个和61个,均以上调表达为主。GO（gene ontology）功能聚类分析表明：有72.41%的差异表达基因富集在催化活性（catalytic activity）条目下。细胞组分（cell part）和绑定结合（binding）条目同时富集了较多的差异表达基因和蛋白。KEGG通路富集分析显示：碳水化合物代谢通路（carbohydrate metabolism）和氨基酸代谢通路（amino acid metabolism）富集的差异表达基因较多。差异表达蛋白富集较多的通路是单环菌素生物合成（monobactam biosynthesis,ko00261）、链霉素生物合成（streptomycin biosynthesis,ko00521）和有机含硒化合物代谢（selenocompound metabolism,ko00450）等。内质网蛋白质加工（protein processing in endoplasmic reticulum,ko04141）和MAPK信号通路（MAPK signaling pathway-yeast,ko04011）在转录组和蛋白组的KEGG富集分析中均为差异通路。本研究联合转录组和蛋白组数据筛选了40个金针菇菌柄发育中差异表达基因,为深入研究揭示食用菌菌柄发育过程提供候选基因。     

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。     

基因芯片筛选新疆维吾尔妇女宫颈癌差异表达基因

新疆南部维吾尔族聚居区是宫颈癌高发区. 本文旨在利用基因芯片技术筛选与维吾尔族妇女宫颈癌发生相关的基因. 首先,分别提取5例新疆维吾尔妇女宫颈癌和5例子宫肌瘤组织(对照)的mRNA,逆转录成cDNA,并用Cy3-dUTP标记子宫肌瘤组织的cDNA,用Cy5 dUTP标记宫颈癌组织的cDNA,制成芯片杂交探针.为筛选出宫颈癌组织中差异表达的基因,上述标记探针分别与含有20 000条人类基因的Affymetrix基因芯片进行杂交,杂交信号用GeneChip Scanner 3000扫描仪扫描,并用芯片图像分析软件(SAM software)分析扫描结果.筛选出的差异表达基因经GO(Gene Ontology)分析和KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）信号通路分析,确定其在宫颈癌中的作用.基因芯片筛选结果显示,在宫颈癌组织中发现2 758个差异表达基因,其中1 326个上调基因,1 432个下调基因.GO分析和KEGG信号通路分析表明,表达差异在两倍以上的基因涉及168个信号通路,包括细胞粘附分子、细胞周期以及MAPK和mTOR信号通路等.上述结果表明,基因芯片技术筛选出大量与宫颈癌发生相关的基因,其中表达差异显著的基因涉及细胞粘附分子、细胞周期和mTOR等信号通路.     

肺形侧耳低温胁迫时期的转录组分析

本文以肺形侧耳栽培菌株X57为研究对象,利用高通量RNA测序技术对4℃低温处理0h、6h和12h后的肺形侧耳进行基因表达分析来探讨肺形侧耳低温应答机制。分析结果筛选出低温处理6h差异表达基因742个,其中上调表达基因374个,下调表达基因368个;低温处理12h差异表达基因1 489个,其中上调表达基因占53%,下调表达基因占47%。Gene Ontology（GO）功能聚类分析表明,差异表达基因主要富集在结合、催化分子功能组和代谢过程、细胞过程生物学过程中。KEGG功能富集分析结果显示,差异基因主要富集在氨基酸、核糖体和类固醇生物合成,及氮类物质代谢的通路上,富集到与低温胁迫相关通路MAPK signaling pathway-yeast上的基因表达随低温处理时间的增加呈上调趋势。已报道HOG-MAPK通路是MAPK途径研究较为明确、信号传递单一的真菌低温胁迫中重要的通路,本文运用生物信息学软件构建肺形侧耳的HOG-MAPK通路,并利用荧光定量PCR对相关基因表达进行验证,结果显示以低温处理0h为参照,随着低温胁迫时间增加通路上大部分基因的表达量持续上升,且差异显著,与RNA‐Seq分析结果一致。本文通过全面分析肺形侧耳低温胁迫时期基因表达情况,为进一步研究肺形侧耳低温胁迫相关重要基因的功能鉴定与信号通路调控机理提供基础。     

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)。     

人胚胎干细胞定向中胚层细胞分化的miRNA-mRNA网络调控

胚胎来源的中胚层细胞可以分化为心血管、血液和肌肉组织等多种类型细胞,而应用人胚胎干细胞分化为中胚层细胞的体外模型可为研究中胚层及其衍生的细胞谱系的分子调控机制提供重要手段。miRNA调控基因的表达通过多条信号通路参与中胚层细胞分化,但其调控机制虽有相关研究却并未完全阐明,特别是从整体水平上探索基因与非编码RNA表达变化及其相互作用的网络调控。该研究根据生物信息学分析,构建通过调节多条信号通路参与人胚胎干细胞向中胚层分化的潜在miRNA-mRNA调控网络,以便更全面地阐明人胚胎干细胞的分化机制。通过基因芯片和二代测序(RNAseq)技术检测筛选人胚胎干细胞诱导分化为中胚层细胞过程差异表达的miRNA和基因,并应用生物信息学分析预测差异表达miRNA的靶基因,将靶基因与差异表达基因取交集获得目标基因。同时,对差异表达基因和目标基因进行GSEA富集、GO注释及KEGG富集分析。最后,构建miRNA-mRNA的调控网络和筛选出关键基因并检测关键基因的表达。该研究共筛选出287个差异表达的miRNA和739个差异表达基因,预测差异表达miRNA的靶基因为13 064个,13 064个靶基因与739个差异表达基因取交集共获得目标基因401个。GSEA和KEGG富集分析发现,多条参与中胚层分化的信号通路,主要涉及Wnt/β-catenin、TGF-β和Hippo三条重要的信号通路。通过构建miRNA-mRNA调控网络,结果显示100个miRNA靶向Wnt/β-catenin通路中的11个基因,59个miRNA靶向TGF-β通路中的7个基因,有106个miRNA靶向Hippo通路中的10个基因。通过RT-qPCR验证三条通路中关键基因的表达。因此,该研究揭示了在中胚层分化过程中,Wnt/β-catenin、TGF-β和Hippo信号通路起了重要的调控作用,可能通过与各种miRNA-mRNA相互作用形成复杂的网络调控系统,精确调控人胚胎干细胞定向分化为中胚层细胞。     

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。