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基于 miRNA-mRNA 调控网络急性心肌梗塞的关键基因筛选与分析影响发病机制

 

Authors Hou R , Guo D , Fan M, Hou Y, Zhao J, Wu X

Received 11 January 2022

Accepted for publication 3 March 2022

Published 10 March 2022 Volume 2022:15 Pages 2847—2860

DOI https://doi.org/10.2147/IJGM.S354641

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Editor who approved publication: Dr Scott Fraser

背景:MicroRNAmiRNA)是一类内生的、长度约为 20-24 个核苷酸的小 RNA,其在细胞内具有多种重要的调节作用目前已被证其实参与了急性心肌梗塞(Acute myocardial infarctionAMI)的发生、发展及防治,但其作用机制尚不清楚。
目的:借助 GEO 数据库,采用生物信息学手段探讨 AMI 相关的 miRNA-mRNA 调控关系对,阐释其潜在的作用机制。
方法:通过 GEO 数据库下载 AMI 相关的 miRNA 芯片数据集(GSE31568)和 mRNA 芯片数据集GSE159657),借助 软件 Limma 进行数据差异表达分析,使用 miRDBmiRWalkmiRTarbase 和 TargetScan 数据库预测差异表达 miRNA 调控的潜在下游靶基因,利用 Cytoscape 构建 miRNA-mRNA 调控网络,通过 FunRich 软件对靶基因进行 GO 功能和 KEGG 路富集分析,借助 STRING 数据库构建调控网络中靶基因的蛋白互作网络。
结果与结论:实验共筛选出 187 个差异表达的 miRNA,其中 91 个上调(如 hsa-miR-302bhsa-miR-1299),96 个下调(如 hsa-miR-1201hsa-miR-1283);筛选出 507 个差异表达 mRNA,其中 430个上调(如 MRM1SFXN4),77 下调(如 KCTD13CCDC134); 利用上述 个数据库预测出 2634 个同时存在于 个数据库的下游靶基因,整理出 16 miRNA(如 hsa-miR-613 hsa-miR-520a-3p)和 44 个  mRNA (如 ERMP1IFNLR1)进行调控网络构建,并构建出 44 个调控关系对;GO KEGG 富集分析主要集中在 Integrins in angiogenesisAngiopoietin receptor Tie2-mediated signalingSignaling events mediated by Stem cell factor receptor (c-Kit)Stabilization and expansion of the E-cadherin adherens junctionE-cadherin signaling in the nascent adherens junctionE-cadherin signaling events 等;FGF2MMP2 作为 PPI 网络中的枢纽基因,可能是 AMI 的关键靶标。实验构建的 miRNA-mRNA 调控网络在一定程度上阐明了 AMI 可能的发病机制,miR-190b 靶向抑制 FGF2 以及 hsa-miR-330-3p 靶向调控 MMP2,从而介导 Integrins in angiogenesisAngiopoietin receptor Tie2-mediated signaling 信号通路诱发 AMI 发病,为 AMI 的防治诊疗提供了强有力的数据支撑和研究方向。
关键词:急性心肌梗死;GEO 数据库;生物信息学;差异基因;调控网络;miRNA-Mrna;基因;蛋白互作