心肌肥厚模型:内皮素1刺激人诱导的多能干细胞源性心肌细胞lncRNA表达谱及ceRNA网络的生物信息学分析

• 作者: 刁佳宇 刘富强 寿锡凌 尤红俊 常凤军 程功 赵倩倩 韩稳琦
• 来源期刊: 临床与病理杂志
• 关键词: 长链非编码RNA 竞争性内源性RNA 心肌肥厚 基因表达谱 差异表达基因 GEO数据库
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 2789-2804
• 页数: 16页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3978/j.issn.2095-6959.2020.11.001

摘要

目的:对心肌肥厚模型——内皮素1(endothelin 1,ET1)刺激人诱导的多能干细胞源性心肌细胞(human induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes,hiPSC-CMs)的基因芯片数据进行生物信息学分析,探讨长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)的表达谱及竞争性内源性RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)调控网络.方法:在GEO(Gene Expression Omnibus)数据库中筛选心肌肥厚相关基因芯片,对下载的原始探针矩阵信息和平台注释文件进行预处理,获取基因表达矩阵信息,利用实用报表提取语言(practical extraction and report language,Perl)赋予基因不同的生物型属性,从而区分出lncRNA与mRNA.利用R语言limma包分别分析lncRNAs和mRNAs的基因表达差异.使用在线下载的数据库预测与每个lncRNA关联的microRNA(miRNA).在此基础上,利用基于TargetScan,miRDB和miRTarBase的预测软件对miRNA的靶基因(mRNA)进行预测.以Cytoscape3.7.1软件构建lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA调控网络.针对ceRNA调控网络中的靶基因,运用在线数据库DAVID6.8进行基因本体论(Gene Ontology,GO)富集分析,并通过在线工具KOBAS3.0进行京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析.结果:与对照组相比,ET1刺激的hiPSC-CMs中19个lncRNA和717个mRNA表达差异具有统计学意义.其中,lncRNA表达上调的有4个,下调的有15个;mRNA表达上调的有312个,下调的有405个.成功构建了ceRNA调控网络,该网络中,显著上调的lncRNA包括AC017002和MIR210HG,分别与9,10个miRNA关联密切,显著下调的有LINC00342,其与9个miRNA关联密切.该网络中靶基因共32个,其中18个上调,14个下调.对靶基因进行GO富集分析,发现被显著富集到细胞增殖、质膜和蛋白结合等13个不同的GO子集中.KEGG富集分析发现:靶基因被富集到MAPK信号通路、细胞凋亡、Wnt信号通路、JAK-STAT信号通路、TNF信号通路等20个信号通路上.结论:本研究构建了ceRNA网络,为探讨lncRNA参与心肌肥厚致病机制提供了一个新的视角.LncRNA可能通过ceRNA调控网络,影响心肌肥厚发生发展.在ceRNA网络中有3个lncRNA(表达上调的为AC017002、MIR210HG,表达下调的为LINC00342)可能以竞争性"海绵吸附"miRNA的方式调控下游mRNA的表达水平,使AP1,c-MYC,PIM1表达上调,ASK1(即MAP3K5),MSK1/2(即RPS6KA5)及SFRP1表达下调,并通过在MAPK信号通路、细胞凋亡、Wnt信号通路、JAK-STAT信号通路、TNF信号通路等途经参与心肌肥厚的病理生理过程.这些基因有可能成为潜在的治疗靶点,研发阻断上述lncRNA或下游靶基因的相关药物可能对治疗心肌肥厚有着深远的临床意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	寿锡凌		38	113	7.0	9.0
2	常凤军		12	7	2.0	2.0
3	程功		37	101	6.0	8.0
4	刘富强		21	37	3.0	5.0
5	韩稳琦		5	1	1.0	1.0
6	尤红俊		3	0	0.0	0.0
7	刁佳宇		3	1	1.0	1.0
8	赵倩倩		1	0	0.0	0.0