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慢性阻塞性肺疾病与骨质疏松症共病的分子机制研究

 

Authors Nie H, Wang F, Zeng X, Bao H, Liu X

Received 10 November 2022

Accepted for publication 7 March 2023

Published 11 March 2023 Volume 2023:18 Pages 259—271

DOI https://doi.org/10.2147/COPD.S395492

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Editor who approved publication: Dr Richard Russell

背景及目的:慢性阻塞性肺疾病(简称慢阻肺)易合并骨质疏松症,慢阻肺合并骨质疏松症时往往生活质量较差、经济负担较重,但慢阻肺与骨质疏松症共病的分子机制目前尚不清楚,本研究通过转录组学及生物信息学探讨二者共病的分子机制。
方法:从基因表达数据库(GEO)中检索慢阻肺和骨质疏松症的 miRNA 微阵列数据,筛选差异表达的 microRNADEmiRNA)并得到交集,使用 TargetcanmiRDB 和 miRWalk 数据库预测 DEmiRNA 的靶基因,利用 语言 clusterProfiler 包进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,利用 STRING 数据库分析靶蛋白-蛋白相互作用网络(PPI)和筛选,确定核心模块和核心基因。
结果:在 COPD 和 OP 中发现了两种 DEmiRNAmiR-23a-5pmiR-194-3p),分别预测了 76 个和 114 个靶基因,miR-23a-5p 的靶标基因 GO 功能注释显著富集于 CD40 信号途径、泛素结合酶活性等,KEGG 通路显著富集在泛素介导的蛋白质水解、叶酸的生物合成、肌动蛋白细胞骨架的调控等通路;miR-194-3p 靶标基因 GO 注释显著富集在T细胞活化调节、泛素蛋白连接酶活性、转录因子-DNA 结合等;KEGG 通路富集主要富集于细胞黏附分子、细胞间紧密连接、溶酶体途径等。PPI 分析发现靶标基因编码蛋白构成复杂的相互调控网络,从中筛选可获得 10 个核心基因分别为 TP53SRCPXNCHD4SYKTNRC6BPMLKAT5BRD1IGF2,使用 MCODE 插件从中可发现 个核心子网络。
结论:COPD 和 OP 患者外周血中存在两种共同表达的 DEmiRNAmiR-23a-5pmiR-194-3p),共同 DEmiRNA 可能是慢阻肺患者易合并骨质疏松症的重要生物标志物,具有预测慢阻肺合并骨质疏松风险的重要能力,是疾病诊断及治疗的新靶点。
Keywords: chronic obstructive pulmonary disease, osteoporosis, bioinformatics, microRNA