[背景]锰(Mn)是帕金森病(PD)的环境致病因素之一,长期接触Mn会造成神经损伤.挖掘Mn的神经毒性作用与神经退行性疾病(NDD)尤其是PD的共同机制,对于疾病早期诊断具有重要意义.[目的]通过生物信息学综合分析NDD患者脑组织额叶皮质和Mn暴露的神经细胞中共表达的信使RNA(mRNA)-微小RNA(miRNA),揭示NDD尤其是PD与Mn的神经毒性作用的潜在共同机制.[方法]运用R软件对GSE150696数据库中NDD患者额叶皮质mRNAs和Mn染毒的人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)mRNAs进行差异分析;对重叠的差异表达基因(DEGs)进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析.使用miRNet数据库预测miRNAs,通过starBase和miRTarBase数据库鉴定mRNA-miRNA相互作用关系,用Cytoscape软件构建mRNA-miRNA调控网络.通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)聚类GSE77667数据库中与PD关联的核心miRNAs,并对比分析mRNA-miRNA调控网络.[结果]在NDD患者额叶皮质和Mn染毒神经细胞中共鉴定出34个重叠的DEGs,主要富集在白细胞介素-17(IL-17)信号通路、环磷酸腺苷(cAMP)信号通路、原发性免疫缺陷等通路.根据数据库预测结果,最终纳入52个miRNAs,共71对miRNA-mRNA相互作用关系构建调控网络.WGCNA 筛选出 6 个核心 miRNAs:hsa-let-7 i-5p、hsa-mir-155-5p、hsa-mir-219-2-3p、hsa-mir-221-3p、hsa-mir-485-3p 和 hsa-mir-509-3-5p;其中 hsa-let-7 i-5p 和 hsa-mir-155-5p 对应的靶基因分别为FBXW2和CCL2.KEGG分析结果提示CCL2与IL-17信号通路密切相关.[结论]NDD与Mn的神经毒性存在相似的分子调控机制,IL-17信号通路可能通过CCL2和hsa-mir-155-5p在Mn相关的NDD中发挥作用.
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