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骨质疏松症miRNA和基因差异表达分析及miRNA-mRNA调控网络的构建
【作者】汪悦东 万雷 张志海 黄宏兴 朱根福
【关键词】 骨质疏松症 MIRNA 调控网络 GEO数据库
【摘要】目的miRNA在骨质疏松症的发生发展过程中发挥重要作用。文中旨在筛选与骨质疏松症密切相关的miRNA和基因,完成骨质疏松症miRNA-mRNA调控网络的构建。方法通过GEO数据库查找骨质疏松症的基因芯片表达谱,采用GEO2R进行分析并筛选差异表达基因(DEGs)和差异表达miRNA,采用火山图对差异基因和miRNA进行展示,然后通过David在线数据库完成GO和KEGG通路分析,String在线数据库用于完成PPI蛋白网络分析。采用TargetScan、miRTarBase和miRDB预测靶基因,最后通过Cytoscape软件进行PPI和miRNA-mRNA调控网络可视化。结果通过筛选得到15个差异miRNA和174个差异表达基因。通过GO和KEGG通路分析得到25条GO功能注释,生物过程包括对药物的反应、血管生成、离子迁移、GTPase介导的信号转导的调控、适应性免疫反应等,KEGG富集分析得到NF-κB信号通路、HIF-1信号通路和谷胱甘肽代谢。通过cytohubba插件得到10个hub基因,分别为:CDH2、POLR2A、KLF4、CCND1、SOX4、NCBP2、VEGFA、PKLR、EP300、HNRNPL。7个miRNA(2个上调的miRNA,5个下调miRNA)分别为:hsa-miR-18b-5p,hsa-miR-194-5p上调,hsa-miR-4768-3p,hsa-miR-4269,hsa-miR-4717-3p,hsa-miR-629-3p,hsa-miR-4793-3p下调。对7个miRNA进行预测得到3065个靶基因,然后与174个DEGs交集得到44个交集基因,最后成功构建miRNA-mRNA网络调控图。hsa-miR-4269和hsa-miR-194-5p与其调控的靶基因表达呈现正相关关系比较多。结论miR-194-5p在骨质疏松症中显著上调,可能通过调控其靶基因CDH2在骨质疏松症中发挥重要作用,为骨质疏松症的诊断和治疗提供了候选靶点。
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