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第十二届全国体育科学大会

作者：元宇翁锡全邹军广州体育学院上海体育学院

研究目的:人口老龄化致使骨质疏松症的发病率逐年上升,目前至少有50%的绝经后女性正饱受骨质疏松的困扰。有学者预测,2050年我国骨质疏松患者将达到2.12亿。药物治疗虽然能够延缓骨量减少,但却无法逆转骨质流失且具有毒副作用。运动能... 详细信息

研究目的:人口老龄化致使骨质疏松症的发病率逐年上升,目前至少有50%的绝经后女性正饱受骨质疏松的困扰。有学者预测,2050年我国骨质疏松患者将达到2.12亿。药物治疗虽然能够延缓骨量减少,但却无法逆转骨质流失且具有毒副作用。运动能够提高机体骨密度、骨量及骨生物力学特性,延缓骨质流失,且无毒副作用,但其确切机制尚未完全阐明。近年来的研究表明,微小RNA（microRNAs,mirna）广泛参与骨代谢的调控,但关于运动介导mirna调控骨代谢的报道较为鲜见。我们课题组此前发现运动能够诱导小鼠骨骼多个mirna差异表达,我们猜测,这些mirnas能够与其靶基因共同组成mirna-mrna调控网络,进而对骨代谢发挥全面的调控作用。因此,本文在mirna测序的基础上对运动后骨骼中差异表达的mirna进行生物信息学分析,并以此构建运动调控骨代谢的mirna-mrna网络,该研究的开展有助于进一步揭示运动介导mirna调控骨代谢的部分机制,为骨质疏松的运动防治提供理论基础。研究方法:1.将7周龄雄性C57BL/6小鼠随机分为运动组及对照组,采用跑台对运动组的小鼠进行为期5周中等强度运动干预,对照组常规饲养,不做运动干预。跑台干预结束后提取小鼠胫骨RNA进行mirnas测序,在差异表达的mi RNAs中选取表达量最高的15个mirna,从中筛选倍数变化前10的mirna纳入分析;2.通过TargetScan生物信息学平台对倍数变化前10的差异表达mirna进行靶基因预测,将累积加权++评分（Cumulative weighted context++score,Cwc++S）＜-0.2的基因纳入统计;3.采用DIANA-mirPath v.3平台的Tarbase v7.0数据库对差异表达的mirna进行KEGG通路富集分析,预测mirna参与调控的信号通路;4.采用DIANA-mirPath v.3平台的Tarbase v7.0数据库对mirna进行GO功能注释分析,通过生物过程、细胞组分及分子功能三个方面描述mirna参与的生物过程、细胞中发挥主要功能的具体位置以及具备的分子功能;5.在KEGG通路富集分析的基础上筛选多数mi RNA参与调控的信号通路,采用Cytoscape3.8.2筛选共同参与信号通路调控的mirna及其靶基因,构建差异表达的mirna调控其靶基因的网络。研究结果:1.运动能够显著下调miR-142a-5p、let-7f-5p、miR-181c-5p、miR-181d-5p、miR-181a-5p、miR-30e-3p、let-7i-5p、miR-30d-5p以及let-7a-5p的表达;2.在差异表达的mirnas中,靶基因数量最多的是miR-142a-5p,Cwc++S＜-0.2的靶基因数量最多的为miR-181a-5p;3.差异表达mi RNAs的靶基因参与的生物过程主要包括细胞分化及解剖结构发育等;其调控的分子功能主要与结合功能有关,如离子结合与细胞骨架蛋白结合等;其靶基因编码的蛋白主要定位于细胞质及细胞器;4.在筛选的10个差异表达mirna中,有6个mi RNA参与Fox O信号通路的调控,有5个mi RNA参与MAPK信号通路、癌症蛋白聚糖及赖氨酸降解信号通路的调控;5.参与调控Fox O信号通路的mirna为let-7a-5p、let-7f-5p、let-7i-5p、miR-181c-5p、miR-181a-5p以及miR-152-3p,与之相关的靶基因主要有59个,受两个或两个以上mirna调控的靶基因共有35个;6.参与Fox O信号通路上游调控的信号通路主要有PI3K/Akt信号通路、MAPK信号通路、TGF-β信号通路以及IGF/IGFR信号通路等,涉及的关键因子主要IGF1、IGF1R、TGF-β、TGF-βR、PI3K、Akt、INS、INSR、EGF以及EGFR等;7.在差异表达mirna中,let-7a-5p、let-7f-5p及let-7i-5p均能靶向作用于Fox O1,其他mirna没有直接靶向作用于Fox O1,但都靶向作用于Fox O信号通路上游的关键因子,如IGF1、IGFR、EGFR、INSR、TGF-β以及TGF-βR等。研究结论:运动能够诱导骨骼中mi RNA差异表达,通过mirna-mrna网络激活Fox O信号通路,促进BMSC及成骨细胞的成骨分化,缓解成骨细胞凋亡,抑制破骨细胞的生成及功能,进而改善骨代谢。

关键词：运动 mirna-mrna网络骨代谢生物信息学

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哮喘mirna-mrna调节网络的构建与小分子药物的预测

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中国临床药理学杂志 2021年第4期37卷 454-457页

作者：邢西迁杨姣白敏杨娜和晓华黄孝娴杨洁刘洁云南省第二人民医院、昆明医科大学第四附属医院呼吸与危重症医学科云南昆明650021 昆明医科大学第一附属医院呼吸与危重症医学科云南昆明650032

目的构建mirna-mrna网络,预测哮喘的治疗靶点和潜在的治疗药物。方法从基因表达综合数据库(GEO)下载2个数据集,用edgeR进行基因表达差异分析。差异mirnas的靶点由miRTarBase、miRDB和TargetScan预测,通过cytoscape构建mirna-mrna网络。... 详细信息

目的构建mirna-mrna网络,预测哮喘的治疗靶点和潜在的治疗药物。方法从基因表达综合数据库(GEO)下载2个数据集,用edgeR进行基因表达差异分析。差异mirnas的靶点由miRTarBase、miRDB和TargetScan预测,通过cytoscape构建mirna-mrna网络。基于Metascape进行功能富集,cMAP用于预测小分子药物。结果筛选出118个差异mrnas和16个差异mirnas。在mirna-mrna网络中,miR-101-3p、miR-96-5p和miR-429可能成为哮喘的治疗靶点。功能富集发现差异mrnas主要与免疫应答、炎症反应、MAPK级联调节和TGF-beta信号通路等有关。此外,我们发现了5种哮喘的潜在治疗药物。结论成功构建mirna-mrna网络,miR-101-3p、miR-96-5p和miR-429均可能为治疗靶点,并预测了5种哮喘的潜在治疗药物。

关键词：哮喘 mirna-mrna网络治疗靶点小分子药物

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作者：卢德杰广西医科大学

学位级别：硕士

背景:骨肉瘤(OS)是青少年恶性肿瘤中最常见的一种原发骨癌。单一分子成分或有限数量的分子不足以作为预测OS进展的生物标志物。因此,有必要寻找新的网络生物标记物来提高对OS的预测和治疗效果。方法:我们从GEO数据库下载了两个mirna芯... 详细信息

背景:骨肉瘤(OS)是青少年恶性肿瘤中最常见的一种原发骨癌。单一分子成分或有限数量的分子不足以作为预测OS进展的生物标志物。因此,有必要寻找新的网络生物标记物来提高对OS的预测和治疗效果。方法:我们从GEO数据库下载了两个mirna芯片数据(GSE28425和GSE79181)和三个mrna芯片数据(GSE10688、GSE14359和GSE16091)。利用R软件数据包对GSE2842进行差异分析和对GSE79181进行生存分析,将结果交集获取关键mirnas。利用GO和KEGG富集关键mirnas的生物学功能和作用通路。利用预测数据库Target Scan、miRWalk、miRanda和RNAhybrid关键mirnas下游调控靶基因进行预测。其次,利用R软件数据包对GSE10688、GSE14359和GSE16091进行归一化及合并处理,对合并得到的mrnas进行差异分析得到候选的DE-mrnas。将预测得到的靶基因和候选DE-mrnas交集得到关键mrnas。最后,将关键的mirnas和mrnas利用Cytoscape软件构建mirna-mrna网络。将得到的共同靶基因进行生存分析,并进行qRT-PCR和细胞实验验证。结果:生物信息分析结果显示,mirnas方面我们得到了230个DE-mirnas和26个具有生存意义的mirnas;其中表达下调的hsa-miR-494与OS患者的生存密切相关。GO和KEGG富集分析,得到了它们在OS进展中的生物功能和发挥作用的信号通路。mrna方面我们得到了821个DE-mrnas。进一步构建mirna-mrna网络后得到了5个mrnas作为hsa-miR-494-5p和hsa-miR-494-3p的共同靶点。通过基于TARGET数据库的生存分析,我们进一步揭示了上调的TRPS1与OS患者的不良预后之间密切相关。我们进一步构建了一个由关键mirnas和靶向mrnas组成的新的调控子网络。qRT-PCR实验证实,与成骨细胞相比,hsa-miR-494-5p和hsa-miR-494-3p在OS细胞中的表达显著降低,而TRPS1的表达显著上调,并且在临床样本组织中也得到了验证。细胞实验包括划痕实验和Transwell实验的结果显示,与对照组相比,hsa-miR-494 mimics组si-TRPS1组抑制OS的增殖、侵袭和迁移能力。结论:由hsa-miR-494-5p、hsa-miR-494-3p和TRPS1组成的mirna-mrna子网络可能是评估OS患者有预后价值的特征分子,为发现新靶点提供新的视野和理论基础。

关键词：骨肉瘤生物信息学 hsa-miR-494 mirna-mrna网络 TRPS1

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基于GEO公共芯片平台探究右美托咪定在大鼠心脏保护中的作用机制

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沈阳药科大学学报 2023年第4期40卷 470-477页

作者：张继厚陈权刘美尚游锦州医科大学附属第一医院麻醉科辽宁锦州121000 中国医科大学药学院辽宁沈阳110122

目的通过生物信息学分析右美托咪定(dexmedetomidine, DEX)对大鼠心肌mirna及mrna表达谱的影响,构建mirna-mrna调控网络,探究DEX在大鼠心脏保护中的作用机制。方法从公共基因芯片数据平台下载经DEX预处理大鼠缺血再灌注损伤心肌的miRN... 详细信息

目的通过生物信息学分析右美托咪定(dexmedetomidine, DEX)对大鼠心肌mirna及mrna表达谱的影响,构建mirna-mrna调控网络,探究DEX在大鼠心脏保护中的作用机制。方法从公共基因芯片数据平台下载经DEX预处理大鼠缺血再灌注损伤心肌的mirna基因芯片数据集GSE126105和mrna数据集GSE126104,筛选差异表达mirna和mrna。利用miRWalk数据库对差异表达的mirna靶基因进行预测。用Metascape数据库对预测靶基因进行基因本体论(gene ontology, GO)和基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)信号通路富集分析,应用Cytoscape对模块中基因的共表达关系可视化并应用cytoHubba插件筛选Hub基因。结果给药组大鼠心肌较对照组有5个mirna和165个mrna差异表达。将miRWalk数据库预测的mirnas的靶基因和差异表达的mrna应用韦恩图取交集,得到42个共同基因,基于此结果构建了mirna-mrna调控网络,对此网络基因进行功能富集分析,发现细胞周期增殖、蛋白激酶活性等生物过程(biological process, BP)。筛选出前几个的Hub基因包括Ccnd1、Cdk14和Grm5,主要涉及细胞增殖、RNA转录等过程。结论通过生物信息学分析发现DEX主要通过调控细胞增殖及炎症通路发挥心肌保护作用,构建的mirna-mrna调控网络为进一步探究DEX在心脏I/R损伤及在其他疾病中的作用机制提供参考。

关键词：右美托咪定缺血再灌注 mirna-mrna网络生物信息学

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基于GEO公共芯片平台和分子对接技术探究右美托咪定在大鼠心脏保护中的作用机制

基于GEO公共芯片平台和分子对接技术探究右美托咪定在大鼠心脏保...

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作者：张继厚锦州医科大学

学位级别：硕士

目的本文利用生物信息学数据挖掘,分析DEX对大鼠心肌mi RNA和m RNA表达谱的影响,构建mi RNA-m RNA调控网络,探讨右美托咪定(DEX)对大鼠心脏保护的作用机制,筛选HUB基因,并应用分子对接技术对DEX和筛选出的核心蛋白进行亲和力计算,预估... 详细信息

目的本文利用生物信息学数据挖掘,分析DEX对大鼠心肌mi RNA和m RNA表达谱的影响,构建mi RNA-m RNA调控网络,探讨右美托咪定(DEX)对大鼠心脏保护的作用机制,筛选HUB基因,并应用分子对接技术对DEX和筛选出的核心蛋白进行亲和力计算,预估发挥作用的关键靶基因。方法从美国国家生物技术信息中心(NCBI)公共基因芯片数据平台(gene expression omnibus,GEO),下载DEX预处理大鼠心肌缺血/再灌注(I/R)的mi RNA基因芯片数据集GSE126105和m RNA数据集GSE126104,以筛选差异表达的mi RNA和m RNA,阈值设置为(Fold change>1.5且P网络,并对网络基因组进行了功能富集解析。研究发现,生物过程(BP)主要涉及细胞周期增殖和蛋白激酶活性。得到前6个Hub基因分别为:Ccnd1、Cdk14、Grm5、Foxo4、Cdc14b、Tppp,通过Gene Cards数据库查找这几个关键基因的基本信息,发现它们主要参与细胞增殖,RNA转录和其他过程。结论通过生物信息学分析,筛选出了差异表达的mi RNA和m RNA,将差异mi RNA预测出的靶基因和差异表达的m RNA取交集,进一步增加了结果的可信度。功能富集分析发现DEX主要通过调节细胞增殖和炎症通路等作用发挥心肌保护作用。构建的mi RNA-m RNA调控网络为进一步探讨DEX在心脏I/R损伤等疾病中的作用机制提供了参考。应用分子对接技术对DEX和筛选出的核心蛋白进行亲和力计算,结果显示,Grm5、Cdc14b、Ccnd1和Tppp这几个蛋白与右美托咪定亲和力较强,尤其Grm5和Cdc14b两者与右美托咪定对接的能量数值较小,很有可能是右美托咪定作用的关键靶点。

关键词：右美托咪定分子对接缺血再灌注 mirna-mrna网络生物信息学

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姜黄素通过调控sncRNA参与心房组织衰老相关纤维化

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岭南心血管病杂志 2023年第2期29卷 198-206页

作者：罗雪珊叶兴东何锦涛薛玉梅饶芳华南理工大学医学院广州广东省心血管病研究所心内科南方医科大学附属广东省人民医院(广东省医学科学院)广州510080 南方医科大学附属广东省人民医院(广东省医学科学院)医学研究部广州510080

目的利用PANDORA-seq鉴定年轻和老年小鼠心房组织中的sncRNA表达差异,观察姜黄素干预对老年小鼠差异sncRNA和靶基因的影响。方法年轻组(5个月龄)和老年组(18个月龄)小鼠心房组织进行PANDORA-seq,SPORTS1.1注释sncRNA的表达谱,R包DESeq2... 详细信息

目的利用PANDORA-seq鉴定年轻和老年小鼠心房组织中的sncRNA表达差异,观察姜黄素干预对老年小鼠差异sncRNA和靶基因的影响。方法年轻组(5个月龄)和老年组(18个月龄)小鼠心房组织进行PANDORA-seq,SPORTS1.1注释sncRNA的表达谱,R包DESeq2展示差异sncRNA,对差异mirna进行靶基因预测和构建mirna-mrna网络,实时定量聚合酶链反应(quantitative real time polymerase chain reaction,qRT-PCR)鉴定靶分子。姜黄素干预后,在体电生理标测和Western-blot观察老年小鼠心房颤动可诱发率,心房衰老程度及衰老和纤维化相关蛋白的表达。结果从年轻组和老年组小鼠心房组织中鉴定出大量sncRNA,包括mirna、tsRNA、rsRNA和piRNA,老年组sncRNA表达丰度比年轻组明显增多(P=0.048),rsRNA和tsRNA的起源位点也存在差异。两组小鼠间4种sncRNA存在大量序列差异,而其种类差异只存在于mirna中,且老年组小鼠miR-298(P=0.005)和miR-301b(P=0.004)明显降低。姜黄素干预可使老年小鼠心房组织中miR-298(P=0.000)和miR-301b(P=0.000)表达上调,降低衰老和纤维化蛋白的表达和改善心房颤动易感性。结论sncRNA参与小鼠心房衰老过程,姜黄素可靶向miR-298和miR-301b参与心房衰老相关纤维化过程,为老年心房颤动的防治提供新思路。

关键词：心房颤动衰老表观遗传 sncRNA mirna-mrna网络

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