手足口病特异性微小RNA-143靶基因预测和生物信息学分析

1、手足口病特异性微小rna-143靶基因预测和生物信息学分析潘红波1黄璐2陆玉坤1党裔武1陈罡1(通讯作者)罗殿中1刘江 华1廖bu(1广西医科大学第一附属医院病理科广西南宁530021)(2广西金桂司法鉴定中心 广西 南宁530022)【摘要】目的：通过对手足口病特异性微小rna-143 (mir-143)潜在靶基因 预测及牛物学分析，探究其在手足口病发牛中可能的机制。方法：应用多个的靶 基因预测软件搜集mir-143潜在靶基因，取预测结果的交集进一步进行基因功能 注释(gene ontology, go)和牛物通路富集分析(pathway enrichment)。结果： mirbase>

2、; mirdb、rna22targetscan> mirna.org、tarbase、targetminer、mirtarbase 共7个靶基因预测软件中取1160个交集后的基因，go分析及kegg分析发现 mir-143靶基因功能主要富集于mapk信号通路、wnt信号转导通路、癌症相关 的信号通路等信号通路中及在调节细胞进程、蛋白装配、核酸结合等牛物学功能 中发挥作用。结论mir-143可能通过调节不同的靶基因及信号通路在手足口病中 发挥作用，具体分子机制尚待进一步实验证实。【关键词】手足口病；mir-143； mirna；靶基因；牛物信息学【中图分类号】r726【文献标识码】a【文章

3、编号】2095-1752 (2016) 18-0239-02微小rna (microrna, mirna)为一类非编码的单链小分子rna,通过与其 靶基因mrna互补结合发挥广泛的调节作用，包括生长发育、病毒防御、造血、 器官形成、细胞增殖和凋亡等。mir-143首先在小鼠细胞中被检测出，随后也在 人类细胞中查mir-143的表达。cui等的研究发现，mir-143在由肠道病毒 和柯萨奇病毒引起的手足口病中特异性表达上调，且在柯萨奇病毒感染所致的手 足口病中表达更为显著，有可能作为检测手足口病感染的重要分子靶标。但 mir-143在手足口病中的潜在机制未见报道，鉴于mirna可通过靶向多个靶基

4、因 而发挥具体生物学作用，本研究利用生物信息学方法通过bingo软件和david 数据库对mir-143预测靶基因集合进行go富集分析和生物通路富集分析，探讨 mir-143在手足口病中可能发挥作用的分子机制及参与的生物学通路。1方法1.1 mir-143靶基因搜集从 mirbase mirdb、rna22、targetscan mirna.org> tarbase> targetminer mirtarbase共7个靶基因预测软件中搜集所有mir-143的靶基因，取4个软件均 出现的基因作为交集，共获得1160个靶基因进行进一步分析。1.2 g0分析使用 cytoscape (h

5、ttp://)的插件 bingo,实现对基因的g0注释层次分类和富集分析等功能。对已导入的靶基因集合进行分子功能、生 物学功能和细胞组分的分析，在显著性分析(p<0.05)条件下通过cytoscape 图形界面作图获得相应的分类层次网络图。1.3 kegg通路分析使用david数据库(/)对已导入的靶基因集合进行kegg信号传导通路富集分析，通过软件附带的fisher exact test计算p值， p<0.05代表所得差异具有统计学意义。2.结果2.1 bing0的go分析结果mir

6、-143靶基因集合主要富集在生物调节、调节细胞进程、细胞代谢等生物 学过程中及蛋h装配、离子结合、核酸结合等分子功能上(图1,图2)。3 讨论mirna是真核生物体内存在的一类对基因转录后水平调控的非编码单链小 分子rna,调控着人类近三分之一基因的功能，几乎参与一切重要的生命活动。 手足口病是一类严重的传染病，主要由人肠道病毒71型与柯萨奇病毒引起，在 多个国家和地区出现流行，5岁以下儿童是高危人群；临床上以手、足、口等部 位疱疹为主要特点，多数患儿在感染后7天左右痊愈，少数患儿则可能发展为重 症手足口病，常因脑干脑炎、心衰及肺水肿而死亡，我国重症手足口病病例多为 ev71感染。重症手足口病

7、发病急，临床缺少特异性靶标辅助诊断。cui等使用 mirna芯片技术检测了手足口病患儿血清中的mirna表达谱改变，发现mir-148a, mir-143, mir-324-3p, mir-628-3p, mir-140-5p, and mir-362-3p 可协助手足口病的 诊断，并且roc曲线下面积(area under curve, auc)为0.828到0.934,诊断效 力较高。同时，mir-143在柯萨奇病离16感染者中表达更高，并具有特异性。但mir-143在手足口病中的发病具体分子机制未见报道，本研究利用对所搜集的 mir-143靶基因进行功能富集分析和信号传导通路分析，发现mir-143功能主要 富集于调节细胞进程、蛋白装配、核酸结合及mapk信号通路、wnt信号转导通 路、癌症相关的信号通路等信号通路中。综合分析，mir-143极有可能参与了手 足口病中细胞的蛋白装配和核酸结合等生物学过程，但mir-143与柯萨奇病毒 16及手足口病的关系以及分子机制仍需作进一步实验研究。【参考文献】1 cui l, qi y； li h, et al. serum microrna expression profile distinguishesenterovirus 71 and coxsackievirus 16 infections i