宫颈癌阴道灌洗液源外泌体差异表达miRNA筛选及其关键靶基因的生物信息学分析

作者：吕单单; 徐梦伟; 王磊; 木叶斯尔·买买提; 林晨^*

来源：山东医药, 2022, 62(29): 15-19.

• 宫颈癌
• 外泌体
• 阴道灌洗液
• miRNA
• 靶基因

目的 筛选宫颈癌阴道灌洗液源外泌体差异表达miRNA并通过生物信息学方法分析其关键靶基因。方法 收集宫颈癌及宫颈炎患者阴道灌洗液标本，超速离心法提取外泌体，透射电镜（TEM）观察外泌体形态、纳米颗粒追踪分析（NTA）鉴定外泌体粒径大小。将提取的外泌体样本制作基因芯片，采用R语言分析宫颈癌外泌体差异表达miRNA，通过mirtarBase数据库对宫颈癌外泌体差异表达miRNA进行靶基因预测，使用R语言对靶基因进行GO生物功能、KEGG通路富集分析。运用STRING在线工具对差异表达miRNA靶基因进行蛋白质—蛋白质互相作用（PPI）网络分析，Cytoscap对PPI网络进行拓扑，筛选出具有高度连通性的枢纽靶基因。采用R语言对枢纽靶基因进行KEGG信号通路富集分析，与差异表达miRNA靶基因富集的KEGG信号通路取交集，筛选出共有的关键信号通路及与之相关的关键靶基因。结果 TEM可观察到典型的外泌体形态，NTA显示样本粒径大小均符合外泌体的粒径标准。宫颈癌患者阴道灌洗液源外泌体中显著差异表达的miRNA共有84个，在差异倍数前20的miRNA中共有miR-320d、miR-320c、miR-24-3p等18个上调miRNA及miR-3613-3p、miR-4668-5p 2个下调miRNA。通过mirtarBase数据库获得与差异表达miRNA相关的273个靶基因，GO生物功能分析显示，差异表达miRNA靶基因主要分布于细胞黏附斑、细胞—基质黏附结点等，主要富集的生物过程为角蛋白结合、泛素样蛋白连接酶结合等，主要富集的分子功能为核糖核蛋白复合物的生物生成、病毒基因表达等；KEGG信号通路分析显示，差异表达miRNA靶基因主要富集的信号通路为癌症中的蛋白聚糖、细胞凋亡等。PPI网络及Cytoscap分析显示，宫颈癌关键信号通路为AMPK信号通路、mTOR信号通路、细胞凋亡、癌症中的蛋白聚糖、TNF信号通路、FoxO信号通路、PD-L1在肿瘤中的表达及PD-1检测点通路，关键靶基因为PIK3R1、EDN1、PDGFB、FGF2、IGF1R、THB1S、ITGB3、TGFBR1、NRAS、MAPK14。结论 miR-320d、miR-320c、miR-24-3p、miR-191-5p、let-7d-5p、let-7a-5p、miR-23b-3p等miRNA在宫颈癌阴道灌洗液源外泌体中差异表达，这些差异表达miRNA通过PIK3R1、EDN1、PDGFB、FGF2、IGF1R、THB1S、ITGB3、TGFBR1、NRAS、MAPK14等关键靶基因在宫颈癌的发生发展中发挥作用。

• 单位
  新疆医科大学; 基础医学院; 公共卫生学院