应用生物信息学筛选加重脓毒症AKI的miRNAs

发布时间：2020-05-01 15:51

【摘要】：背景:脓毒症合并急性肾功能衰竭会增加患者的死亡风险。了解脓毒症AKI的病理机制以及增加临床干预能减少脓毒症患者AKI发生率和降低危重症患者死亡率。MicroRNA(miRNA)能够在转录水平上微调基因表达并影响蛋白质的合成,参与了疾病的发生与进展。已有证据表明miRNA有望成为早期识别AKI潜在的诊断和治疗工具。目的:通过使用生物信息学分析GEO数据库中的基因表达谱GSE67401,试图筛选参与调控脓毒症发生AKI的miRNA,以及促进AKI发展的潜在途径。方法:从GEO数据库下载GSE67401原始数据集,根据GSE67401数据集中的注释文件将样本分为全身炎症反应综合症合并急性肾损伤组(n=58)与全身炎症反应综合症肾功能正常组(n=53),处理获得样本miRNA表达矩阵。使用R软件limma鉴定差异表达的miRNA(p0.05,倍数变化2),使用miRTarBase数据库预测潜在的靶基因。使用Enricher数据库,对DE-miRNA的这些潜在靶标进行功能注释和途径富集分析。由STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,并通过Cytoscape软件实现可视化,筛选出枢纽基因,构建潜在靶基因与miRNA-基因调控网络。结果:SIRS患者中,合并急性肾损伤与没有合并急性肾损伤相比,筛选出总共101个差异表达的miRNA,其中包括15个上调的miRNAs和86个下调的miRNAs,其中,hsa-miR-4330、hsa-miR-217、hsa-miR-4671-3p、hsa-miR-2681-3p、hsa-miR-93-3p 是前 5 种最上调的,hsa-miR-4536-3p、hsa-miR-525-3p、hsa-miR-3975、hsa-miR-188-3p、hsa-miR-3684是前5种最下调的。而前五种最上调的miRNAs对应312个潜在靶基因,前五种最下调的miRNAs对应259个潜在靶基因,其中上调的miRNAs的靶基因在氧化应激相关途径上富集,例如HIF-1信号通路、p53信号通路、PI3K-Akt信号通路、FOXO信号通路、mTOR信号通路等。在PPI网络中,具有较高节点数的前20个中心节点被识别为枢纽基因(hubgene)。上调的miRNA对应的枢纽基因大多数参与氧化应激过程。结论:miRNA的差异表达可以用于区分脓毒症AKI与脓毒症非AKI,上调的miRNA与线粒体氧化应激和功能障碍的调节相关,通过调节基因SIRT1、PTEN、FOX03等。其中has-miR-217可能参与氧化应激,靶向has-miR-217可能为识别及治疗脓毒症AKI提供有效和有前途的方法。
【图文】：

GSE67401数据标准化a.数据未标准化b，数据标准化

处理ＧＳＥ６７４０１数据后获得ｍｉＲＮＡ阵列，使用ｌｉｍｍａ软件包进行了差异表达逡逑分析后获得差异ｍｉＲＮＡ。该分析结果显示总共１０１种ｍｉＲＮＡ在ＳＩＲＳ合并ＡＫＩ逡逑组与ＳＩＲＳ肾功能正常组显著差异表达，图２展示了这些差异ｍｉＲＮＡ的火山图。逡逑３．邋７５＾逦！逦：逡逑３－逦Ｉ逦：逡逑？逦＊逦Ｉ逦Ｉ逡逑写逦，‘，．丨逦ｉ逡逑＾邋２５－逦．：逦：逡逑＞■逦？？之：逦！逡逑Ｉ逦｜逦？逡逑＆邋？邋：：：，？！邋＞邋？？逡逑0逦？＇邋ｍ逦：逡逑…：：‘…二．：士邋卷：逦本：…，－一—逡逑。＋７：＿邋费逡逑－４．邋６２邋－３．邋３４邋－２．邋０６邋－0．邋７８邋０．邋５逦１．邋７８邋３．邋０６逡逑ｌｏｇ２（ＦｏｌｄＣｈａｎｇｅ）逡逑图２邋ＤＥ－ｍｉＲＮＡｓ火山图。逡逑红点和绿点分别代表ＳＩＲＳ急性肾损伤组较ＳＩＲＳ肾功能正常组上调及下调的差异逡逑ｍｉＲＮＡ逡逑与ＳＩＲＳ肾功能正常组相比，ＳＩＲＳ合并ＡＫＩ患者中有１５种ｍｉＲＮＡ显著上调，逡逑８６种ｍｉＲＮＡ显著下调。其中，表１展示了前十种最上调的ｍｉＲＮＡ和前十种最下逡逑调的邋ｍｉＲＮＡ。根据变化倍数（Ｆｏｌｄ邋ｃｈａｎｇｅ，邋ＦＣ），ｈｓａ－ｍｉＲ－４３３０，ｈｓａ－ｍｉＲ－２１７，，逡逑８逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R459.7

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