【分　 类】 医药卫生
【关 键 词】 miRNAs；固有免疫；脑卒中；信号通路；生物学途径
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正文：


12
CASP3
caspase 3, apoptosis-related cysteine peptidase
41
SLAIN2
SLAIN motif family, member 2

13
CASP4
caspase 4, apoptosis-related cysteine peptidase
42
SOD2
superoxide dismutase 2, mitochondrial

14
CD36
CD36 molecule (thrombospondin receptor)
43
SPP1
secreted phosphoprotein 1

15
CD40
CD40 molecule, TNF receptor superfamily member 5
44
TCERG1
transcription elongation regulator 1

16
CPOX
coproporphyrinogen oxidase
45
TGFBR1
transforming growth factor, beta receptor 1

17
DDX3X
DEAD (Asp-Glu-Ala-Asp) box helicase 3, X-linked
46
TLR4
toll-like receptor 4

18
EIF4A2
eukaryotic translation initiation factor 4A2
47
TMEM131
transmembrane protein 131

19
ESR1
estrogen receptor 1
48
TMEM87B
transmembrane protein 87B

20
FBXO34
F-box protein 34
49
TP53
tumor protein p53

21
FIGN
fidgetin
50
TP73
tumor protein p73

22
GABRA1
gamma-aminobutyric acid (GABA) A receptor, alpha 1
51
ZNF439
zinc finger protein 439

23
GATM
glycine amidinotransferase (L-arginine:glycine amidinotransferase)
52
ZNF440
zinc finger protein 440

24
HCN1
hyperpolarization activated cyclic nucleotide-gated potassium channel 1
53
ZNF527
zinc finger protein 527

25
IL10
interleukin 10
54
ZNF559
zinc finger protein 559

26
MAPK3
mitogen-activated protein kinase 3
55
ZNF594
zinc finger protein 594

27
MAPK8
mitogen-activated protein kinase 8
56
ZNF780A
zinc finger protein 780A

28
MARK1
MAP/microtubule affinity-regulating kinase 1
57
ZNF781
zinc finger protein 781

29
MMP9
matrix metallopeptidase 9 (gelatinase B, 92kDa gelatinase, 92kDa type IV collagenase)
58
ZNF844
zinc finger protein 844

 
2.2　hsa-miR-181a预测靶基因的GO分类富集分析结果
用BINGO对靶基因集中58个基因的细胞成分、分子功能和生物学过程等注释信息，进一步对GO注释信息进行富集分析。结果分子功能显示hsa-miR-181aa靶基因存在于细胞成分中的胞内、胞核和轴突内，分别能调控蛋白结合，转录调节因子活性，金属离子和阳离子结合等分子功能上，富集在细胞过程调控，代谢调控等生物学过程中(表2)。
 
表2打分前5位的hsa-miR-181a靶基因集的基因本体论细胞成分、分子功能和生物学过程分析
Tab 2 Top 5 cellular component，molecular function and biological process of gene ontology analysis for target genes of hsa-miR-181a
序号
GO id
Description
P-value

 
Biological Procell
 
 

1
GO:50794
regulation of cellular process
1.29E-22

2
GO:80090
regulation of primary metabolic process
4.44E-21

3
GO:50789
regulation of biological process
8.79E-21

4
GO:31323
regulation of cellular metabolic process
3.41E-20

5
GO:60255
regulation of macromolecule metabolic process
2.66E-19

 
Cellular Compoent
Description
P-value

1
GO:5634
nucleus
1.93E-13

2
GO:5622
intracellular
4.07E-10

3
GO:30424
axon
9.54E-09

4
GO:44464
cell part
2.97E-08

5
GO:5623
cell
3.09E-08

 
Molecular Function
Description
P-value

1
GO:5515
protein binding
7.17E-19

2
GO:5488
binding
3.79E-17

3
GO:30528
transcription regulator activity
5.85E-15

4
GO:46872
metal ion binding
3.03E-12

5
GO:43169
cation binding
1.24E-11

 
 
2.3  hsa-miR-181a预测靶基因的KEGG信号通路分析
利用DAVID分析，对基因集合中的58个基因进行信号通路分析，KEGG信号通路分析显示，miR-181a预测靶基因集合显著富集于神经营养因子的信号转导通路，小细胞肺癌，前列腺癌，结直肠癌，细胞凋亡，胰腺癌等疾病信号通路中(表3)。
 
表3 hsa-miR-181a靶基因集的KEGG信号通路分析
Tab 3 KEGG signaling pathway analysis for target genes of hsa-miR-181a
序号
Annotation Cluster 1 Pathway id
Term
P-value

1
Hsa:04722
Neurotrophin signaling pathway
0.055

2
Hsa:05222
Small cell lung cancer
0.073

3
Hsa:05200
Pathways in cancer
0.083

4
Hsa:05215
Prostate cancer
0.084

5
Hsa:05210
Colorectal cancer
0.25

6
Hsa:04210
Apoptosis
0.27

 
Annotation Cluster 2 Pathway id
Term
P-value

1
Hsa:05200
Pathways in cancer
0.083

2
Hsa:005215
Prostate cancer
0.084

3
Hsa:05213
Endometrial cancer
0.12

4
Hsa:05223
Non-small cell lung cancer
0.13

5
Hsa:05212
Pancreatic cancer
0.20

 
 
2.4 绘制固有免疫信号分子hsa-miR-181aa与脑卒中相关的分子作用机制网络图
综合hsa-miR-181aa其下游靶基因及其生物学途径和信号通路，推测得hsa-miR-181a与脑卒中相关的基因-信号通路调控网络图。如图1所示，hsa-miR-181a转录因子受TLR4互相调控的同时，同时调控着下游主要靶基因，其可能也与hsa-miR-181a存在相互作用联系，下游主要靶基因所映射的信号通路构成一个以hsa-miR-181a为核心的调控网络。
 
 
Fig 1 Molecular mechanism network diagram of the role of innate immune signaling molecule hsa-miR-181a in regulating stroke
图1 固有免疫信号分子hsa-miR-181a调控脑卒中作用的分子机制网络图
 
3 讨论
     固有免疫和脑卒中的关联研究已成为研究热点，在脑卒中后天然免疫受体TLR4可被激活，促进炎症介质的释放，从而介导脑卒中再灌注后的炎症反应，使神经损伤进一步加重。敲除TLR4后，脑卒中再灌注小鼠模型脑梗死面积显著减少，脑组织内炎症因子含量降低，神经功能得到改善[14]。脑卒中再灌注后，TLR4的神经损伤作用可能是通过某种miRNAs实现的，并且miRNA针对其靶基因和下游信号通路，调节以网络为构成形式的信号调控，作为一种新的信号传导方式广泛的参与了细胞内各种病理生理过程，深入研究TLR4/miRNA信号轴的调控机制和分子信号网络[15]，可为抑制脑卒中后神经损伤提供新的治疗途径，具有重要的临床意义。
我们选取论文中刺激TLR4后与调节脑卒中相关的hsa-miR-181a作为研究对象，文中仅对其一个下游靶基因间的关联进行了分析，而对于TLR4/hsa-miR-181a信号轴的调控方式及其下游信号通路未进行研究，特别是以生物学信息网络作为代表的调控方式没有进行深入研究，其中TLR4基因与hsa-miR-181a相互调控，并且其下游靶基因也有TGFBR1，与论文中一致，证明方法的可靠性。基因本体分析通过对GO注释术语进行富集分析，达到降维从而系统的认知hsa-miR-181a所调控的生物学类别。本文挖掘了hsa-miR-181a靶基因存在于细胞成分中的胞内、胞核和轴突内，有文献报道其可调控NF-κB等信号通路等过程，涉及到核内转录因子，所以符合GO分析所显示的存在于在胞核内[16]，而Sasaki Y等[17]采用原位杂交方式测定，mir-181a-1和mir-532存在于远端轴突和生长锥，与蛋白质合成有关，也证明其符合存在于轴突内。hsa-miR-181a分别能调控蛋白结合，转录调节因子活性，金属离子和阳离子结合等分子功能上，富集在细胞过程调控，代谢调控等生物学过程中。这些都为细胞中的基本调节过程。

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