基于生物信息学探究帕金森病miRNA-mRNA调控网络及作用机制

韩廷灿; 徐宇浩; 朱颖; 于明

doi:10.13312/j.issn.1671-7783.y240081

江苏大学学报(医学版) ›› 2025, Vol. 35 ›› Issue (02) : 171 -179. DOI: 10.13312/j.issn.1671-7783.y240081

基于生物信息学探究帕金森病miRNA-mRNA调控网络及作用机制

韩廷灿, 徐宇浩, 朱颖, 于明

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摘要

目的:通过生物信息学分析及临床试验，研究帕金森病(Parkinson′s disease, PD)发病过程中关键的miRNA及mRNA,识别具有诊断和治疗潜力的mRNA与miRNA。方法:使用来自帕金森进展标志物计划(Parkinson′s progression markers initiative, PPMI)的mRNA和miRNA测序数据，分析两者的差异表达基因，通过机器学习确定关键miRNA,使用多个miRNA-mRNA互作数据库数据预测靶基因，再将预测的靶基因与差异表达mRNAs进行交叉匹配，获得miRNA-mRNA调控网络；然后利用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白质相互作用(PPI)网络，并筛选出Hub基因；最后通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)在临床样本中对识别出的Hub基因和miRNA进行验证。结果:通过差异基因表达分析(DEGA)联合机器学习方法，确定了miR-214和miR-421两个关键miRNA。进一步通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)、miRNA-mRNA互作数据库以及PPI网络分析，识别出信号转导和转录激活因子3(STAT3)为Hub基因。通过临床试验验证了miR-214与STAT3之间的相关性，并证明其具有诊断效力。结论:miR-214可能通过下调STAT3的表达，减轻α-突触核蛋白的异常聚集、炎症反应和氧化应激。在临床样本中，miR-214和STAT3展现出良好的诊断预测效力，并显示出作为治疗靶点的潜力。