基于ceRNA网络的糖尿病足溃疡关键miRNA筛选及功能验证

摘要

背景与目的：糖尿病足溃疡（DFU）创面愈合障碍是导致患者截肢和死亡的重要原因，其分子调控机制尚未完全阐明。本研究基于竞争性内源性RNA(ceRNA)网络和加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选DFU创面愈合相关关键miRNA，并探讨其在DFU中的生物学功能。方法：从GEO数据库获取DFU相关circRNA、lncRNA、miRNA及mRNA表达谱数据，采用limma包筛选差异表达RNA，构建ceRNA调控网络；结合WGCNA筛选与DFU创面愈合相关的关键模块及枢纽基因，并构建关键ceRNA子网络。采用qRT-PCR检测DFU组织与对照组织中候选miRNA的表达水平。利用高糖培养的人脐静脉内皮细胞（HUVEC）建立体外模型，通过miRNA模拟物和抑制剂转染，检测hsamiR-155-5p对细胞增殖、迁移、侵袭及血管生成能力的影响，并采用Western blot检测磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路相关蛋白表达。结果：共筛选获得66个差异表达miRNA，并构建DFU相关ce RNA调控网络。WGCNA鉴定出与DFU创面愈合显著相关的关键模块及6个枢纽基因（PDE9A、 PADI2、 PRR15L、 B3GALT5、 TMPRSS2和NWD1）。结合ceRNA网络进一步筛选获得hsa-miR-155-5p、 hsa-miR-204-5p和hsa-miR-302d-3p等候选miRNA。qRT-PCR结果显示，hsa-miR-155-5p在DFU组织中的表达显著低于对照组织（P<0.05）。体外实验表明，过表达hsa-miR-155-5p可显著促进高糖环境下HUVEC的增殖、迁移、侵袭及血管形成能力，同时上调p-PI3K和p-Akt蛋白表达水平（均P<0.05）。结论：基于ceRNA网络与WGCNA筛选出hsa-miR-155-5p是DFU愈合相关的关键miRNA。hsa-miR-155-5p可通过激活PI3K/Akt信号通路促进内皮细胞功能和血管生成，可能成为DFU治疗的潜在分子靶点。

关键词

糖尿病足溃疡 / 竞争性内源性RNA / 微小RNAs

基金资助

湖南省自然科学基金青年基金资助项目（2023JJ40374）; 湖南省研究生科研创新基金资助项目（CX20250810）; 湖南省人民医院（湖南师范大学附属第一医院）青年博士基金暨2023年国自培育基金资助项目（BSJJ202217）; 湖南省长沙市2024年度指导性科技计划基金资助项目（kzd2401003）