慢性阻塞性肺疾病差异表达microRNAs及其临床意义

发布时间：2018-10-25 07:05

【摘要】：目的:通过芯片数据库筛选COPD外周血差异表达miRNAs,运用生物信息学分析方法将差异表达较显著的miRNAs进行靶基因预测、GO和Pathway分析。在此基础上,运用qRT-PCR方法将候选miRNAs在临床COPD患者外周血单个核细胞中进行验证,并分析差异miRNAs的临床意义。方法:1、运用数据库中芯片数据分析COPD外周血miRNAs表达谱,将异常表达的miRNAs与另外一个独立样本qPCR数据中的差异miRNAs取交集,筛选出COPD 异常表达的 miRNAs。2、运用 TargetScan、PicTar、miRDB 及 Tarbase 等多种软件预测和筛选候选miRNAs的靶基因,将预测靶基因取交集,进一步与经实验验证的靶基因取并集,并将得出的上述靶基因进行GO和Pathway分析。3、将临床研究对象分为COPD组和健康对照组,收集各组研究对象的外周血及临床资料。运用qRT-PCR的实验方法检测外周血单个核细胞miR-23a、miR-25、miR-145、miR-224的相对表达水平,分析两组间的表达差异,并进一步分析miRNAs表达水平与GOLD分级及急性加重频率间的关系。4、对差异表达miRNAs进行ROC分析。结果:1、芯片数据中COPD与健康对照间差异表达的miRNAs共249个(P0.05),其中COPD中表达水平较健康对照升高的98个,较健康对照降低的151个,在上述miRNAs中选择表达差异较显著的4个miRNAs在另一独立样本qPCR数据中进行验证,结果显示miR-23a、miR-25、miR-145、miR-224在两组间均为差异表达。2、通过生物信息学分析方法筛选出4个miRNAs的总靶基因共3114个,进一步GO功能分析显示上述靶基因主要与细胞增殖、分化、凋亡、信号转导、脂质代谢、氧化还原等重要生物学过程相关,Pathway分析主要与MAPK、Wnt、TGF-β、Notch、T细胞受体、B细胞受体等重要信号通路相关。上述miRNAs靶基因相关的功能和通路与COPD发病机制密切相关。3、共收集临床健康对照组30名及COPD组50名研究对象,其中COPD组患者FEV1%pre与BMI、吸烟指数、mMRC 及 CAT 评分相关。qRT-PCR 结果显示 miR-23a、miR-25、miR-145、miR-224的相对表达水平在COPD组外周血单个核细胞中较健康对照组均降低,与GOLD分级相关,且miR-23a与miR-145在COPD非频繁加重及频繁加重患者的表达水平有统计学差异。4、ROC分析结果显示联合检测miR-25、miR-145、miR-224具有较高的AUC,有望成为COPD的预测指标。结论:1、COPD 差异表达 miRNAs(miR-23a、miR-25、miR-145、miR-224)可能在COPD发病机制相关的功能和信号通路中发挥重要作用。2、临床COPD患者外周血单个核细胞中miR-23a、miR-25、miR-145、miR-224的相对表达水平较健康对照低,在COPD患者中与GOLD分级相关,且miR-23a和miR-145在非频繁与频繁加重患者中为差异表达。3、联合检测miR-25、miR-145、miR-224的表达水平,有望在健康人群中预测COPD患者。
[Abstract]:Objective: to screen the differential expression miRNAs, in peripheral blood of COPD by microarray database and to predict the target gene, GO and Pathway of miRNAs with significant differential expression by bioinformatics. On this basis, the candidate miRNAs was validated in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of patients with clinical COPD by qRT-PCR method, and the clinical significance of differential miRNAs was analyzed. Methods: 1. The COPD peripheral blood miRNAs expression profile was analyzed by using the chip data in the database, and the abnormal miRNAs was intersected with the difference miRNAs in another independent sample qPCR data. MiRNAs.2, with abnormal expression of COPD was selected to predict and screen target genes of candidate miRNAs by using TargetScan,PicTar,miRDB and Tarbase software. The predicted target genes were intersected and further merged with the target genes verified by experiments. The target genes were analyzed by GO and Pathway. 3. The clinical study subjects were divided into COPD group and healthy control group. The peripheral blood and clinical data of each group were collected. The relative expression of miR-23a,miR-25,miR-145,miR-224 in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) was detected by qRT-PCR method, and the difference of miRNAs expression between the two groups was analyzed, and the relationship between miRNAs expression level and GOLD grading and acute exacerbation frequency was further analyzed. 4. ROC analysis was used to analyze the differential expression of miRNAs in peripheral blood mononuclear cells. Results: 1. There were 249 miRNAs differentially expressed between COPD and healthy control in microarray data (P0.05). The expression level of COPD in COPD was higher than that in healthy control (98 cases) and lower than that in healthy control group (151 cases). Four miRNAs with significant difference in expression were selected from the above miRNAs to be verified by another independent sample qPCR data. The results showed that miR-23a,miR-25,miR-145,miR-224 was differentially expressed between the two groups. The total target genes of 4 miRNAs were screened by bioinformatics analysis, and a total of 3114 target genes were screened out by bioinformatics analysis. Further analysis of GO function showed that the above target genes were mainly associated with cell proliferation, differentiation, apoptosis, signal transduction and lipid metabolism. Pathway analysis was mainly related to MAPK,Wnt,TGF- 尾, Notch,T cell receptor, B cell receptor and other important signal pathways. The functions and pathways related to the target genes of miRNAs were closely related to the pathogenesis of COPD. The results of qRT-PCR showed that the relative expression of miR-23a,miR-25,miR-145,miR-224 in the peripheral blood mononuclear cells of the COPD group was lower than that in the healthy control group, and correlated with the GOLD grade. There was statistical difference between miR-23a and miR-145 in COPD patients with non-frequent aggravation and frequent aggravation. 4 the results of ROC analysis showed that the combined detection of miR-25,miR-145,miR-224 might be a predictor of COPD. Conclusion: 1 differential expression of miRNAs (miR-23a,miR-25,miR-145,miR-224) may play an important role in the function and signal pathway related to the pathogenesis of COPD. (2) the relative expression of miR-23a,miR-25,miR-145,miR-224 in peripheral blood mononuclear cells of clinical COPD patients is lower than that in healthy controls, and it is related to GOLD grading in COPD patients. MiR-23a and miR-145 were differentially expressed in patients with infrequent and frequent aggravation. 3. Combined detection of miR-25,miR-145,miR-224 expression may predict COPD patients in healthy population.
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R563.9

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本文编号：2292991