生物信息学预测hsa-miR-186的靶基因与功能

目的利用生物信息学的方法预测hsa-miR-186的靶基因与功能,为深入研究其生物学功能提供理论依据。方法利用Pubmed检索miR-186相关文章,进行总结分析;用miRbase、NCBI等在线工具分析hsa-miR-186序列及所在基因组特征;用TargetScan、PicTar及miRanda预测hsa-miR-186的靶基因,结合已证实的靶基因进行功能富集分析(GO analysis)和信号转导通路富集分析(Pathway analysis)。结果已有的研究证实miR-186与多种肿瘤发生、发展有关;参与压力应激引起的神经功能改变,并在心血管疾病中表达异常。hsa-miR-186位于人类染色体1p31.1,序列具有高度保守性。hsa-miR-186靶基因功能富集在糖代谢、肾脏发育、视觉功能、神经功能、脂质转运等生物学过程;信号通路涉及前列腺癌、肿瘤信号通路、p53信号通路、黑色素瘤、细胞黏附分子和细胞周期等信号通路。结论 hsa-miR-186功能广泛,与神经系统发育、细胞增殖与凋亡、糖代谢和脂质转运等密切相关。     

生物信息学预测has-miR-186的靶基因与功能

摘要：目的：利用生物信息学的方法预测hsa-miR-186的靶基因与功能,为深入研究其生物学功能提供理论依据。 方法：利用Pubmed检索miR-186相关文章,进行总结分析;用miRbase、NCBI等在线工具分析hsa-miR-186序列及所在基因组特征;用TargetScan、PicTar 及miRanda预测hsa-miR-186的靶基因,结合已证实的靶基因进行功能富集分析（GO analysis）和信号转导通路富集分析（Pathway analysis）。 结果：已有的研究证实miR-186与多种肿瘤发生、发展有关;参与压力应激引起的神经功能改变,并在心血管疾病中表达异常。hsa-miR-186位于人类染色体1p31.1,序列具有高度保守性。hsa-miR-186靶基因功能富集在糖代谢、肾脏发育、视觉功能、神经功能、脂质转运等生物学过程;信号通路涉及前列腺癌、肿瘤信号通路、p53信号通路、黑色素瘤、细胞黏附分子和细胞周期等信号通路。 结论：hsa-miR-186功能广泛,与神经系统发育、细胞增殖与凋亡、糖代谢和脂质转运等密切相关。     

生物信息学预测has-miR-26b的作用靶标及功能

目的通过生物信息学预测hsa-miR-26b的靶基因,进一步分析其潜在功能,为其后续功能研究提供理论依据。方法用pubmed、谷歌(google)等工具检索hsa-miR-26b相关文献;用miRbase、NCBI、UCSC Browser和Promoter scan等在线工具分析hsa-miR-26b序列及所在基因组特征;用TargetScan、PicTar及miRanda预测hsa-miR-26b的靶基因;通过功能富集分析(GOanalysis)和信号转导通路富集分析(Pathway analysis),预测所得靶基因和已证实的靶标基因。结果研究证实hsa-miR-26b与神经发育、心肌肥大及各种肿瘤发生、发展有关;hsa-miR-26b位于CTDSP1基因内含子内,但可能具有与该基因不同的启动子;3种方法预测结果取交集获得可能靶标基因33个,合并已知靶标基因14个;hsa-miR-26b靶基因主要参与钠离子转运、溶酶体组织和生物形成、抑制细胞增殖、转运等生物学过程,涉及Notch、氨基糖类代谢、ABC转运子、VEGF及TGF-β等信号转导通路。结论 hsa-miR-26b的功能较为广泛,与发育、代谢等密切相关。     

hsa-miR-150-5p的生物信息学分析

目的探讨hsa-miR-150-5p在其基因家族的进化关系及可能介入的生物学过程。方法利用人类miRNA表达数据库(HMED)获得hsa-miR-150-5p在不同组织和疾病中特异性表达丰度信息,运用miRBase、Clustalw2和MEGA5.0分析软件获取hsa-miR-150-5p的染色体定位、碱基序列比对特征和进化规律等基本信息,通过miRDB、PicTar和TargetScan进行靶基因预测,采用基因本体(GO)和代谢通路富集分析(KEGG)对靶基因的生物学功能注释分析,进一步认识hsa-miR-150-5p的生物学功能。结果通过同源性搜索在miRBase数据中获得miR-150基因家族成员的序列36条,分布于23个物种。多序列比对发现miR-150基因家族成员序列碱基保守性很高,其中有16个碱基完全保守,6个碱基相对保守。进化分析表明人类的miR-150与青鳉、三文鱼、钳鱼、斑马鱼的分子系统进化关系较远,与其他18个物种的进化关系较近。对miRDB、PicTar和TargetScan预测的靶基因进行交集后共得到25个靶基因,GO分析结果显示靶基因参与多个信号通路的调节,包括转录因子、锌指蛋白、Toll样受体信号通路的转导蛋白、ATP偶联的离子型通道受体和细胞因子信号传导抑制蛋白等。结论 hsa-miR-150-5p在多种组织和疾病中表达,分布具有组织特异性,可能在机体的多种生理、病理过程中发挥重要作用,并可能通过调控多个靶基因而参与各个信号通路调节。     

2型糖尿病患者外周血miRNA表达谱差异研究

目的 对2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者外周血血清miRNA差异表达分析,为筛选出T2DM发生发展有关的miRNA分子标记物奠定基础,从而为T2DM预防、早期诊断和治疗方案提供指导。方法 采用GeneChip^TM miRNA 4.0 Array筛选3组受试者外周血血清(T2DM组、T1DM组、对照组)的差异miRNA,并对差异miRNA进行靶基因预测和靶基因信号通路富集分析(KEGG)。结果 T2DM组分别与对照组,T1DM组相比,hsa-miR-505-3p和hsa-miR-548an均上调,hsa-miR-296-3p,hsa-miR-3160-5p,hsa-miR-33a-5p,hsa-miR-572和hsa-miR-96-5p均下调。通过靶基因预测和Pathway分析,筛选出5个miRNA(hsa-miR-505-3p,hsa-miR-548an,hsa-miR-296-3p,hsa-miR-3160-5p,hsa-miR-33a-5p,hsa-miR-572和hsa-miR-96-5p)、7个基因(MTOR,SLC2A2,PRKCE,IRS2,IRS1,MAPK8,MAPK10)可能与2型糖尿病胰岛素抵抗相关。结论 该研究筛选出的5个miRNA和7个基因,可为2型糖尿病胰岛素抵抗的研究提供理论基础。     

非小细胞肺癌患者血清hsa-miR-107低表达的潜在临床价值

目的:评估非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者血清hsa-miR-107表达水平及临床价值,探究其潜在靶向调控机制。方法:基于全球NSCLC血清miRNA和组织mRNA基因芯片及测序数据集,评估hsa-miR-107综合表达水平,计算标准化平均差(standardized mean difference,SMD),鉴定差异表达miRNA、mRNA。以Kaplan-Meier生存分析评价hsa-miR-107的预后价值。参考萤光素酶报告基因测定和降解组测序结果对hsa-miR-107靶向mRNA进行鉴定,并对hsa-miR-107候选靶基因、NSCLC差异表达基因的交集进行功能注释、蛋白质交互分析。绘制汇总受试者操作特征曲线、Pearson相关系数散点图初步验证hsa-miR-107的靶向枢纽基因。结果:与155份正常人血清样本相比,hsa-miR-107在全球145份NSCLC患者血清样本中表达水平明显降低[SMD=-0.49(-0.73~-0.24)],且对NSCLC有中等区分能力[曲线下面积(area under the curve,AUC)=0.79,95%CI:0.75~0.82]。然而,血清hsa-miR-107高水平表达预示NSCLC患者预后较差(P<0.05,样本数:67)。hsa-miR-107靶基因主要富集于细胞周期通路、DNA复制通路、p53信号通路及细胞衰老通路,其中CCNE1、CDK1基因与hsa-miR-107呈显著负相关且均在NSCLC中呈高表达,被鉴定为hsa-miR-107靶向通路枢纽基因。结论:hsa-miR-107在NSCLC患者血清中低表达且其表达可预示NSCLC患者不良预后。低表达hsa-miR-107可能通过调控细胞周期通路基因CCNE1、CDK1促进NSCLC进展。     

Hsa-miR-21的生物学信息分析

目的 对hsa-microRNA-21(hsa-miR-21)的生物学信息进行分析. 方法 运用OMIM、UCSC、Ensembl及pantherdb在线软件分析hsa-miR-21在人类基因组中的位置及其序列,同时采用9种靶基因分析软件对其靶基因进行预测分析. 结果 hsa-miR-21定位于人17号染色体59 841 266～59 841 337,共预测5 203个靶基因,其中为DIANA-microT、miRnada、miRwalk、PiTar、TargetScan共同预测的靶基因有15个. 结论 hsa-miR-21在多种疾病及肿瘤中发挥重要作用,其生物学信息预示可能成为肿瘤治疗的新靶标.     

has-miR-26b沉默载体的构建及验证

目的构建hsa-miR-26b沉默载体,与其靶基因PTEN共转染HEK-293T细胞验证其沉默效果。方法用miRNA海绵体技术设计并合成与hsa-miR-26b成熟序列反向互补的3个重复序列的双链DNA,将短发卡状RNA(shRNA)克隆入LV3-GFP-Puro载体,与靶基因PTEN共转染HEK-293T细胞,于24 h后收集细胞RNA,用real-time PCR检测hsa-miR-26b表达水平,同时用双荧光素报告系统检测其对靶基因的作用。结果成功构建了有效的hsa-miR-26b沉默载体,经测序验证与设计序列一致;real-time PCR验证hsa-miR-26b表达水平降低了75%;双荧光素报告系统验证其对靶基因无抑制作用(P>0.05)。结论成功构建hsa-miR-26b沉默载体,并验证其对靶基因PTEN无抑制作用。     

MicroRNA-4521基因在非小细胞肺癌中的表达分析研究

目的:初步探索非小细胞肺癌中差异表达microRNA,并对其靶基因进行预测及相关生物信息学分析。方法:通过mirExtra2.0数据库筛选非小细胞肺癌中差异表达microRNA,采用miRDB、miRWalk和TargetScan7三个数据库预测候选分子靶基因,并利用Metascapes数据库对预测靶基因进行功能注释、KEGG通路富集以及蛋白质网络互作分析。结果:非小细胞肺癌组织及对照组织表达谱中共筛选出634个差异microRNA,依据fold change比值及文献筛选microRNA-4521为候选基因。通过靶基因预测软件共获得235个潜在靶基因,其功能主要富集在细胞增殖和分裂及中心碳代谢信号通路等方面;蛋白质网络互作分析显示主要集中在非小细胞肺癌及中心碳代谢过程中。结论:筛选目标microRNA-4521在非小细胞肺癌中显著高表达,并可能通过参与中心碳代谢信号通路的调控从而影响非小细胞肺癌的发生发展。     

平均血小板体积相关基因的富集分析

目的通过对平均血小板体积(MPV)相关的易感基因进行功能富集分析,为MPV的功能学研究提供理论指导。方法整合所有全基因组关联研究(GWAS)报道的MPV易感基因作为分析的靶基因集合,通过生物网络基因本体论分析工具(BiNGO)及网页版基因富集分析工具(WebGestalt)对靶基因集合进行功能富集分析,并对两个软件富集的结果进行比较和讨论。结果 MPV易感基因主要富集于止血、体液水平调节和血小板激活等生物学途径,并且在KEGG(京都基因和基因组百科全书)和Wiki通路数据库中共享细胞凋亡、补体凝固系统和黏着斑通路。结论用生物信息学分析工具对6篇GWAS发现的MPV易感基因进行功能富集分析,发现3条与MPV相关的重要通路,为MPV的功能学研究提供了重要的线索。     

miR-139-5p靶基因参与调控人骨肉瘤细胞表型的机制分析

目的 通过生物信息学方法预测miR-139-5 p的靶基因,并对靶基因进行信号通路富集分析,结合蛋白质互作(PPI)网络分析筛选核心基因.方法 使用dbDEMC数据库检索miR-139-5 p在骨肉瘤细胞中的表达,使用miRSystem网站的生物信息学数据库进行miR-139-5 p的靶基因预测,利用DAVID6.8软...     

A systematic-analysis of predicted miR-21 targets identifies a signature for lung cancer

Introduction

The well-known oncomiR-miR-21 was previously reported oncogenic activity in lung cancer. We sought to determine the expression of all predicted target genes of miR-21 and their potential function, pathways and networks, which are involved in the biological behavior of lung cancer.

Methods

After a systematic review of English language studies of lung cancer-related molecules were pooled; genes were classified in three functional groups by gene ontology (GO) analysis. The key molecules were indentified by establishing lung cancer related networks and pathways. MiR-21 targets were predicted by computational method, followed by screening for matched gene symbols in NCBI human sequences and GO, pathway and network analysis. MiR-21 targets and their network, which are involved in the malignant mechanisms of lung cancer, were obtained by the final integrative analysis.

Result

We indentified the potential functions, pathways and networks of lung cancer relating molecules and miR-21 targets respectively in the initial analysis. In the final integrative analysis of lung cancer related miR-21-targets analysis, 24 hub genes were identified by overlap calculation, suggesting that miR-21 may play an important role in the development and progression of lung cancer through JAK/STAT signal pathway, MAPK signaling pathway, Wnt signaling pathway, cell cycle, PPAR signaling pathway, apoptosis pathway and other pathways.

Conclusion

Our data may help researchers to predict the molecular mechanisms of miR-21 in the development and progression of lung cancer comprehensively. Moreover, the present data indicate that miR-21-targets may be a series of promising candidates as biomarkers for lung cancer.     

A systematic analysis of predicted MiR-31-targets identifies a diagnostic and prognostic signature for lung cancer

Introduction

Recent studies have shown that miR-31 could play a potential role as diagnostic and prognostic biomarkers of several cancers including lung cancer. The aim of this study is to globally summarize the predicting targets of miR-31 and their potential function, pathways and networks, which are involved in the biological behavior of lung cancer.

Methods

We have conducted the natural language processing (NLP) analysis to identify lung cancer-related molecules in our previous work. In this study, miR-31 targets predicted by combinational computational methods. All target genes were characterized by gene ontology (GO), pathway and network analysis. In addition, miR-31 targets analysis were integrated with the results from NLP analysis, followed by hub genes interaction analysis.

Result

We identified 27 hub genes by the final integrative analysis and suggested that miR-31 may be involved in the initiation, progression and treatment response of lung cancer through cell cycle, cytochrome P450 pathway, metabolic pathways, apoptosis, chemokine signaling pathway, MAPK signaling pathway, as well as others.

Conclusion

Our data may help researchers to predict the molecular mechanisms of miR-31 in the molecular mechanism of lung cancer comprehensively. Moreover, the present data indicate that the interaction of miR-31 targets may be promising candidates as biomarkers for the diagnosis, prognosis and personalized therapy of lung cancer.     

miR-218-5p在胃癌细胞和胃癌组织中表达的临床意义及生物信息学分析

目的分析miR-218-5p在胃癌细胞和胃癌组织中的表达,采用生物信息学方法,预测其靶基因并对其信号通路进行富集分析,并利用OncomiR数据库对miR-218-5p在胃癌中的表达与预后关系进行生存分析。方法通过实时荧光定量PCR检测miR-218-5p在不同分化程度的胃癌细胞和正常细胞、胃癌组织和癌旁组织中的表达,分析其临床意义。在miRecords网站数据库选择3个以上软件在线预测其靶基因,取其交集,运用DAVID6.7数据库,对其靶基因参与的信号通路进行富集分析。采用OncomiR数据库分析miR-218-5p在胃癌组织相对于癌旁组织中的表达,并利用OncomiR和cBioportal数据库分别进行miR-218-5p在胃癌组织中的表达与预后生存期的分析。结果miR-218-5p在不同分化程度的胃癌细胞中表达下调。相对于癌旁组织,miR-218-5p在胃癌组织中也明显下调,miR-218-5p的下调与胃癌淋巴结转移(P<0.001)及TNM分期(P<0.001)具有相关性。生物信息学分析显示,miR-218-5p的靶基因富集在与肿瘤相关的多个信号通路中,且其在胃癌中的表达与胃癌患者预后具有一定相关性(P=0.01632)。结论miR-218-5p在胃癌中表达下调,起到潜在的抑癌作用,可能成为新的治疗靶点和预后标志物。     

大鼠心力衰竭细胞 microRNA 表达谱及生物信息学分析

目的：观察大鼠心力衰竭细胞中microRNA （ miRNA）表达变化,利用生物信息学分析技术探索差异miRNA靶基因的功能。方法18只成年雄性SD大鼠,体质量200～220g,随机数字表法随机分为两组：正常对照组（ CON组）和心力衰竭组（ HF组）。 HF组制备阿霉素致心力衰竭模型, CON组注射等量生理盐水。提取大鼠心脏, Largendorff逆行灌注法分离心室肌细胞,提取总RNA行miRNA表达谱检测,筛选两组差异表达的miRNA,荧光定量RT-PCR 技术验证结果, Targetscan、 miRanda软件预测差异表达miRNA的靶基因,并对靶基因行生物信息学分析。结果芯片检测结果显示,与CON组相比, HF组共有37个miRNA表达发生显著改变,其中22个miRNA上调,15个miRNA下调（均P＜0.01, FDR＜0.05）。荧光定量RT-PCR检测miR-133b-5p （t ＝14.56, P＜0.1）、 miR-6216（t＝9.32, P＜0.1）、 let-7e-5p （ t＝13.92, P＜0.1）表达水平,变化趋势与芯片结果一致。生物信息学分析显示,差异表达miRNA调控的靶基因显著富集于31个基因组（均P＜0.01, FDR＜0.05）和12条信号通路（均P＜0.05, FDR＜0.05）,其中泛素蛋白酶体系统、 MAPK信号通路、 Toll样受体信号通路富集程度较高。结论阿霉素诱导的心力衰竭模型大鼠心肌细胞中miRNA表达谱发生显著改变,这些差异表达miRNA可能通过调控靶基因功能参与心力衰竭的病理生理过程。     

强直性肌营养不良1个家系基因表达谱分析

目的对天津市1个强直性肌营养不良（myotonicdystrophia,DM）家系进行基因型鉴定并筛查差异表达基因（differentiallyexpressedgenes,DEGs）,探讨其与DM发病及临床表现的关系。方法采用PCR及基因测序鉴定基因型;cRNA微阵列技术对基因表达情况进行检测和比较,找出DEGs并进行基因本体论（geneontology,GO）和京都基因与基因组百科全书通路分析;实时荧光定量PCR验证芯片结果。结果该家系为DM2型,基因芯片共筛选出391个共同表达的DEGs,其中139个表达上调,252个表达下调;GO分析发现DEGs涉及生物学过程、分子功能、细胞组分等多项功能;京都基因与基因组百科全书分析显示DEGs参与趋化因子、神经活性配体受体相互作用、细胞周期等多个生化代谢途径和信号转导途径,其中细胞因子及其受体交互作用通路与基因表达的变化最相关（P〈0．05,Q〈0．05）,涉及16个DEGs。结论天滓该DM2家系成员基因表达谱与正常人存在明显差异,每个基因在DM2中的作用有待于进一步研究。     

氧化低密度脂蛋白诱导人脐静脉内皮细胞凋亡中microRNA表达谱分析

目的:研究氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导人脐静脉内皮细胞(HUVECs)凋亡过程中micro-RNA(miRNA)表达谱的变化,对差异miRNA调控的靶基因进行初步预测。方法:建立体外ox-LDL诱导HUVECs凋亡模型,采用miRNA芯片技术筛选表达变化显著的miRNA,实时荧光定量PCR验证结果,并对差异miRNA调控的靶基因进行生物信息学分析。结果:miRNA芯片检测发现,在ox-LDL诱导HUVECs凋亡过程中有4个表达上调和11个表达下调的miRNA。实时荧光定量PCR对其中2个上调(hsa-miR-142-3p、hsa-miR-365)和2个下调(hsa-miR-590-5p、hsa-miR-33a)miRNA的验证结果与芯片检测所示有较好的一致性。生物信息学分析发现,差异miRNA调控的靶基因与细胞增殖、凋亡、代谢及原癌基因表达等生物学功能相关。结论:经ox-LDL诱导凋亡的HUVECs其miRNA表达谱发生明显改变,提示miRNA可能参与内皮细胞功能障碍和动脉粥样硬化的发生。     

基于生物信息学方法对抑郁症小鼠 脑组织差异基因表达的分析

目的:基于生物信息学方法分析抑郁症小鼠海马和杏仁核等脑组织中差异表达基因及其可能的生物学功能。方法:选取GEO数据库中数据集GSE151807,利用R软件及Limma包进行差异基因的筛选;对数据集GSE151807基因表达矩阵进行基因集富集分析;利用David在线分析工具对差异基因进行基因本体论(GO)富集分析和KEGG信号通路富集分析。利用String在线网站构建差异基因表达蛋白间相互作用网络(PPI),使用Cytoscape软件进行模块聚类和关键基因筛选及数据可视化。结果:抑郁症小鼠脑组织(海马和杏仁核)中共有351个基因表达水平发生改变,其中182个基因上调,169个基因下调。对基因表达矩阵进行基因集富集分析发现,神经活性配体-受体相互作用、泛素介导的蛋白水解、亨廷顿氏病、谷胱甘肽代谢、过氧化物酶、长期抑郁等有关的基因显著富集。差异基因GO富集分析发现,RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的调控、细胞内膜结合细胞器、转录因子活性调控等显著富集。差异基因KEGG信号通路富集分析发现,烟酸酯和烟酰胺代谢、孕激素介导的卵母细胞成熟、ECM-受体相互作用等信号通路显著富集。通过构建蛋白质相互作用网络,筛选出2个核心基因Fos和Itpkb,其中Fos基因在抑郁症小鼠海马和杏仁核组织中为下调基因,而Itpkb基因则为上调基因。结论:抑郁症小鼠脑组织(海马和杏仁核)中基因表达发生显著改变,差异基因参与不同的生物学过程和信号通路,Fos和Itpkb可能是与抑郁症发生相关的核心基因,可能作为潜在的药物治疗靶点。