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高强度间歇游泳运动对有训练大鼠心肌的差异表(4)

来源:心脏杂志 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-03-24
作者:网站采编
关键词:
摘要:2.5 差异表达miRNA 靶基因预测及其功能分析 2.5.1 靶基因预测 在所有32 个响应高强度间歇运动的差异表达miRNA中,有25 个miRNA 共预测出1 197 个靶基因,平均每

2.5 差异表达miRNA 靶基因预测及其功能分析

2.5.1 靶基因预测

在所有32 个响应高强度间歇运动的差异表达miRNA中,有25 个miRNA 共预测出1 197 个靶基因,平均每个miRNA 有47.88 个靶基因;其他的7 个差异表达miRNA 未能预测到对应的靶基因。除miR-124-3p、miR-200a-5p 仅预测到1 个靶基因外,其余miRNA 均能同时预测到多个靶基因,且存在不同miRNA 靶向同一编码基因的情况,例如,miR-503-3p 和miR-6315 都能调控Tet3,miR-132-5p和miR-503-3p 都能调控Pyroxd2。由此可见,差异表达miRNA 可能参与了众多基因的表达调控。

2.5.2 靶基因功能注释

通过对miRNA 靶基因进行功能注释,发现靶基因及其编码蛋白参与心脏多种生理功能的调控。这些靶基因包括涉及心肌细胞增殖、分化(如Tenm4、Rxrb、Rbp4、Prickle1、Foxs1),心肌凋亡(如Ltk),心肌发育和形态发生(如Epo、Foxs1、Actl10、Epor、Gja1、Srf、Camk2a),心肌收缩(如Srf、Camk2a),心肌肥厚调节(如Akap13),心脏传导(如Gja1),转录调控(如Rxrb、Rbp4、Prickle1、Epo、Foxs1、Srf)(表7)。

表7 差异表达miRNA 的部分靶基因及其编码蛋白信息Table 7 The List of Some Target Genes and Proteins of Differentially Expressed miRNAs靶基因 gene ID 编码蛋白 蛋白功能 miRNA Tenm4 teneurin transmembrane protein 4 心肌细胞增殖和定向分化等 miR-125a-3p Rxrb retinoid X receptor beta 心肌细胞增殖和心室肌细胞分化;转录的调控等 miR-134-5p Rbp4 retinol binding protein 4 心肌细胞增殖的负性调控;RNA 聚合酶活性等 miR-212-5p Prickle1 prickle planar cell polarity protein 1 心肌细胞成肌细胞分化的负性调控;转录因子结合等 miR-483-5p Epo erythropoietin 心室肌组织形态发生;转录的正调控等 miR-6315 Foxs1 forkhead box S1 心室肌组织形态发生,心肌细胞增殖;转录的调控等 miR-6315 Akap13 A-kinase anchoring protein 13 心肌肥厚的调节等 miR-6315 Actl10 actin-like 10 心肌肌原纤维组件,心肌组织形态发生等 miR-6315 Epor erythropoietin receptor 心室肌组织形态发生等 miR-6324 Gja1 gap junction protein,alpha 1 心脏发育,心脏传导,心室肌细胞膜电位调控等 rno-miR-n106 Ltk leukocyte receptor tyrosine kinase 心肌细胞凋亡的正调节等 rno-miR-n019 Srf serum response factor 心脏发育,心肌肌原纤维组件,心脏肌小梁的形成;转录的调控等 rno-miR-n096 Camk2a calcium/calmodulin-dependent protein kinase II alpha 心肌收缩,心肌发育中的生长过程,心肌松弛的调控等 rno-miR-n096

为了进一步分析差异表达miRNA 靶基因功能,本研究对这些靶基因进行了GO 分析与KEGG 分析。组间差异表达miRNA 靶基因GO 注释结果表明,差异表达的miRNA所对应的靶基因主要涉及的生物学过程包括细胞的生长、代谢、应激、调节、免疫、细胞生理等、细胞组分包括细胞膜、细胞器和细胞外基质等;生物分子功能包括催化活性、转运活性、酶调节活性及结合活性等(图4)。

组间差异表达miRNA 靶基因的KEGG 注释结果如图5所示,发现其参与肾素-血管紧张素系统、MAPK 通路、Hippo 通路、PI3K-Akt 信号通路、PPAR 信号通路、AMPK信号通路、胰岛素信号传导通路、p53 信号通路、病毒性心肌炎炎症通路、cGMP-PKG 信号通路、mRNA 监控通路等多条信号转导通路。

KEGG 通路的富集分析结果如图6所示,研究发现,这些靶基因在病毒性心肌炎炎症通路、cGMP-PKG 通路的富集水平明显高于其他通路,这说明,参与病毒性心肌炎炎症通路与cGMP-PKG 通路的靶基因最多。

图4 靶基因GO 注释图Figure 4.GO Annotation of Target Genes

图5 靶基因KEGG 分类图Figure 5.KEGG Classification Diagram of Target Genes注:纵坐标所示为KEGG 通路名称,横坐标为注释到该通路下的基因个数及其个数占被注释基因总数的比例。

图6 靶基因KEGG 通路富集散点图Figure 6.KEGG Enrichment Scatter Plot of Target Genes注:纵坐标为表示富集显著性的Q-value;横坐标表示通路的富集水平。

3 讨论

间歇训练法起源于20世纪初,并由德国生理学家Hans Reindell 和教练员Woldemar Gerschler 于20世纪40年代正式提出,因其具有显著增强心泵功能的作用,长期广泛应用于运动训练领域(邓树勋,1990;黎涌明,2015;刘瑞东 等,2017)。关于间歇训练增强心泵功能的机制研究,国内外学者主要集中于抑制心肌凋亡、促进心肌代谢、增强心肌肌原纤维收缩等方面,研究方法主要有心功能评定、代谢组学、蛋白质检测及其基因表达分析等(董蕾,2012;李丽 等,2017;田振军 等,2015)。miRNA 是一种可以调控基因表达的小分子非编码核糖核酸,从心肌miRNA 的视角探究间歇训练对心脏基因表达的影响,具有重要的研究价值。

文章来源:《心脏杂志》 网址: http://www.xzzzzzs.cn/qikandaodu/2021/0324/650.html



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