神經(jīng)管畸形與正常胚胎腦組織miRNAs差異表達(dá)分析及其靶mRNA的功能預(yù)測.pdf

1、神經(jīng)管畸形（neural tube defects，NTDs）是由于在胚胎發(fā)育過程中，神經(jīng)管閉合不全所引起的一類先天畸形。NTDs屬多因素疾病，該病的發(fā)生主要是遺傳因素和環(huán)境因素及兩者相互作用的結(jié)果。這種畸形起因于神經(jīng)管閉合的失敗，所以影響神經(jīng)管發(fā)育的因素都可能促使其形成。MicroRNAs（miRNAs）是一類長約22個(gè)核苷酸的內(nèi)源性單鏈非編碼RNA，通過與靶mRNA完全或不完全互補(bǔ)配對，導(dǎo)致靶mRNA降解或抑制其翻譯，從而在基因的表

2、達(dá)調(diào)控中發(fā)揮著重要作用。目前研究表明miRNAs在神經(jīng)干細(xì)胞分化和哺乳動物腦發(fā)育過程中起重要作用，提示miRNAS可能參與神經(jīng)管畸形的發(fā)生。但以往研究檢測的miRNA數(shù)量有限，并且國內(nèi)外尚無miRNA在胚胎腦組織中功能研究的報(bào)告。因此有必要深入開展miRNA在NTDs胚胎腦組織中的表達(dá)和功能研究，為深入了解NTDs的發(fā)病機(jī)理提供新的線索。本課題通過對于miRNAS在NTDs與正常胚胎腦組織的差異表達(dá)分析和特定miRNAs作用機(jī)制的闡釋，

3、有助于我們進(jìn)一步提高對于NTDs發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制的認(rèn)識。
　　 目的：
　　 建立神經(jīng)管畸形與正常胚胎腦組織miRNAs的差異表達(dá)譜，利用生物信息學(xué)手段，預(yù)測差異表達(dá)顯著的miRNAs的靶基因，并進(jìn)一步分析靶基因的生物學(xué)功能及在神經(jīng)管畸形發(fā)生中的作用。為進(jìn)一步探討miRNAs在神經(jīng)管畸形發(fā)生機(jī)制中的作用提供依據(jù)。
　　 方法：
　　 利用miRCURYTM LNA miRNA表達(dá)譜芯片分析無腦畸形殘余腦

4、組織和正常胎兒腦組織miRNAs差異表達(dá)。利用NCodeTM qRT-PCR kit試劑盒，以U6snRNA作為內(nèi)標(biāo)，對差異表達(dá)顯著的miRNAs進(jìn)行驗(yàn)證。利用mirGEN v3數(shù)據(jù)庫預(yù)測差異表達(dá)顯著的9個(gè)miRNAs的靶基因，利用Human Protein Reference Database（HPRD）分析靶蛋白的相互作用，建立相互作用網(wǎng)。利用GeneCodis2.0分析相互
　　 結(jié)果：
　　 1.miRNA芯片檢

5、測發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)組與對照相比，有213個(gè)miRNAs表達(dá)差異顯著（兩組差異>2倍）。miRNAs表達(dá)上調(diào)2倍以上116個(gè)（其中包含miRPLUS9個(gè)），miRNAs表達(dá)下調(diào)2倍以上97個(gè)（其中包含miRPLUS2個(gè)）。
　　 2.依據(jù)表達(dá)差異顯著性和在腦組織中表達(dá)的特異性，選擇9個(gè)miRNAs進(jìn)行real-time RT-PCR驗(yàn)證。miR-9、miR-212、miR-451、miR-198、miR-126、miR-124和miR-

6、138檢測結(jié)果與miRNA芯片一致，miR-103/miR-107與miRNA芯片結(jié)果相反。表達(dá)上調(diào)：miR-451、miR-198和miR-126，表達(dá)下調(diào)：miR-9、miR-212、miR-103、miR-107、miR-124和miR-138。這9個(gè)miRNAs在NTDs和正常對照中的表達(dá)差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.05）。
　　 3.經(jīng)過mirGEN v3數(shù)據(jù)庫分析，881個(gè)基因被預(yù)測為這9個(gè)miRNAs的靶基因。其

7、中79個(gè)基因包含在蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)中。
　　 4.經(jīng)GeneCodis2.0分析，這些蛋白參與基因轉(zhuǎn)錄、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞周期、細(xì)胞生長、死亡和細(xì)胞間信號轉(zhuǎn)導(dǎo)這些重要的生物學(xué)過程；發(fā)揮蛋白結(jié)合、轉(zhuǎn)錄因子活化、受體結(jié)合及活化、核酸結(jié)合、DNA結(jié)合和轉(zhuǎn)移酶活化等生物學(xué)功能；并且它們涉及肌動蛋白、Jak-STAT和MAPK等與神經(jīng)發(fā)育相關(guān)的信號通路。
　　 結(jié)論：
　　 miRNAs在無腦畸形和正常對照胎兒腦組織中表達(dá)譜存