不同阻滞阶段非梗阻性无精子症的生物信息学分析

作     者：王万伦 刘桐佳 张婷 李硕 边艳超 肖瑞 WANG Wan-lun;LIU Tong-jia;ZHANG Ting;LI Shuo;BIAN Yan-chao;XIAO Rui

作者机构：内蒙古医科大学内蒙古自治区分子病理学重点实验室呼和浩特010059 

出 版 物：《国际生殖健康／计划生育杂志》 (Journal of International Reproductive Health/Family Planning)

年 卷 期：2022年第41卷第4期

页      面：270-274,297页

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 0711[理学-系统科学] 1002[医学-临床医学] 07[理学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 08[工学] 10[医学] 

基　　金：内蒙古自治区科技计划项目(2019GG154) 

主　　题：无精子症 基因表达谱 非梗阻性无精子症 靶基因 功能富集分析 

摘      要：目的:利用生物信息学筛选不同阻滞阶段非梗阻性无精子症(NOA)相关的调控因子及其调控途径,为后续的功能研究提供依据。方法:从GEO(Gene Expression Omnibus)数据库中获得GSE45885的基因表达谱矩阵,筛选其中的正常样本以及不同阻滞阶段NOA样本,包括4例正常生精样本和20例NOA患者样本,20例NOA患者中有2例患者处于减数分裂前期阻滞阶段(PRE),7例处于减数分裂期阻滞阶段(MEI),11例处于减数分裂后期阻滞阶段(POST)。将正常生精样本设置为对照组(CON),使用GEO2R在线工具鉴定正常生精样本与不同阻滞阶段NOA样本之间的差异基因,对GEO芯片中不同阻滞阶段的NOA数据整合归一化并进行矫正后取交集。对差异表达的基因以及其靶基因进行GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析,获取关键通路;基于在线工具(STRING)构建蛋白质相互作用(PPI)网络图。然后利用Cytoscape中的Cyto Hubba插件对枢纽基因进行筛选。结果:在PRE中筛选出463个上调基因,12个下调基因;在MEI和POST中分别发现2个和3个下调基因,无上调基因。PRE中上调基因通过一些重要途径,如精子发生、精子细胞发育、精子的运动、纤毛运动和微管形成等功能来调控生精过程。在上述的3个阻滞阶段NOA中筛选出2个共同差异基因,均为微小RNA(mi RNA),2个mi RNA有58个共同靶基因。利用在线生物信息学工具STRING成功构建PRE中上调基因的PPI网络图,并使用Cytoscape筛选出网络中前10个枢纽基因,包括DNAI1、DNAI2、PGK2、ROPN1L、ARMC4、DRC1、DNAAF3、CABYR、ZMYND10和CCDC65。结论:识别枢纽基因和共同差异基因及其通路为后续研究NOA的发生机制提供了有价值的参考,DRC1、ARMC4、MIR15A和MIR509-3可作为后续NOA发病机制研究的潜在靶点。