联合microRNA和mRNA组学对雄性小鼠随增龄生育力变化的生物信息学研究

摘要

目的:通过生物信息学方法筛选出小鼠睾丸组织随增龄变化的差异表达的关键miRNA和mRNA,为精子发生的研究提供新的方向.方法:检索美国国家生物技术信息中心(NCBI)的基因表达集合(GEO)数据库中关于精子发生的miRNAs和mRNA的芯片数据,确定数据集为GSE41857和GSE41858.对数据集GSE41857进行GEO2R在线分析,获得精子发生相关的差异表达miRNAs,并利用联川生物云平台预测其靶基因.对数据集GSE41858进行GEO2R在线分析,获得精子发生相关的差异表达mRNAs.将上述获得的靶基因与miRNA的靶基因取交集获得最终的差异表达基因.运用DAVID数据库对差异表达基因进行基因本体数据库(GO)富集和京都基因与基因组百科全书数据库(KEGG)通路分析,应用STRING数据库构建差异表达基因相关的蛋白质互作网络.结果:对数据集GSE41857分析共获得差异表达miRNAs52条,其靶基因17224个.对数据集GSE41858分析共得出差异表达基因619个,最终获得交集差异表达基因485个.GO富集分析生物过程(BP),主要包括精子发生、细胞分化、纤毛组装等;细胞组成(CC)主要包括细胞质、细胞核、细胞骨架等;分子功能(MF)主要包括蛋白质结合、RNA聚合酶II序列特异性DNA结合转录因子结合、整合素结合等.差异表达基因KEGG分析获得的通路主要包括轴突引导、乙型肝炎、Hippo信号传导途径等.利用cytoscape分析前20位的hub基因分别为Tgfb1/1、Tns3、Tln1、Csk、Zyx、Capn5、Capn1、Crebbp、Plxna1、Plxna3、Plxna4、Plxnb1、Itga9、Lama5、Fras1、Pdlim3、Ccnb2、E2f1、Ncor2、Inppl1.结论:本研究构建了小鼠精子发生过程中的miRNA􀆼mRNA调控网络,并挖掘出一些可能参与精子发生的miRNAs和新基因,为进一步阐明精子发生提供新的方向.