基于加权基因共表达网络分析探索射血分数保留的心力衰竭中微RNA功能模块和分子调控网络

摘要

目的 通过生物信息学方法探索射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)潜在的生物标志物和治疗靶点。方法 使用NCBI-GEO数据库检索获得GSE53437高通量测序数据进行分析。通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)获取与HFpEF密切相关的基因模块和核心微RNA(miRNA),利用miRNet数据库预测核心miRNA的靶向mRNA。应用R语言“clusterProfiler”程序包对靶基因进行KEGG通路和基因本体论(GO)富集分析。最后采用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络和miRNA-mRNA基因网络。结果 在基因模块与疾病相关性分析中，棕色模块与HFpEF的相关系数(r)绝对值为0.37,P值为3e-4,具有最高的正相关性。各基因模块的基因显著性(GS)分布显示，棕色模块具有最高的GS值。模块内分析显示，棕色模块的模块相关性(MM)与GS之间密切相关(r=0.61,P值为7e-52)。以MM>0.85且GS>0.40为条件，共筛选出17个与HFpEF高度相关的核心miRNA。应用miRNet数据库预测到1 578个靶向mRNA。GO注释分析结果显示，该组基因参与的生物学过程包括造血调控、T细胞激活和细胞组分大小调控等，涉及的细胞成分包括转录调控复合物、运输囊泡、早期内体等的构成，分子功能主要富集在DNA结合转录抑制因子活性/RNA聚合酶Ⅱ特异性、泛素蛋白连接酶结合和生长因子活性等方面。KEGG通路分析结果显示，该组基因主要富集于Hippo信号通路、ErbB信号通路、TNF-α信号通路、Ras信号通路等。miRNA-mRNA基因网络分析显示，miRNA-3188与UBA52、HDAC2、PSMF1和SUFU相互作用，miRNA-3909与HDAC2、PSMF1、SUFU和RELA相互作用，miRNA-762与PSMF1、SUFU和RELA相互作用，miRNA548b-3p与UBA52、HDAC2和PSMF1相互作用，miRNA-3198与UBA52、PSMF1、SUFU和RELA相互作用。结论 本研究可能有助于阐释HFpEF的分子机制，为识别HFpEF的生物标志物及潜在治疗靶点奠定新的理论依据。

关键词

射血分数保留的心力衰竭 / 加权基因共表达网络分析 / 微RNA / miRNA-mRNA分子调控网络