hsa-miR-21-5p靶基因预测及生物信息学分析

来源：中国畜牧兽医杂志2023年第11期北京时间：

作者：张昕沛, 吴家乐, 吴飞, 狄生伟

单位：1. 东北农业大学动物科学技术学院, 哈尔滨 150000;2. 青岛农业大学海都学院, 莱阳 265200;3. 东北农业大学生命科学学院, 哈尔滨 150000

摘要：【目的】试验旨在对hsa-miR-21-5p的序列保守性和靶基因进行生物信息学分析，为进一步探讨其在卵母细胞成熟过程中的功能及调节机制提供思路。【方法】从GEO数据库获取人卵母细胞不同成熟阶段对应的卵丘细胞基因表达谱数据（GSE31681），利用R软件筛选差异表达基因（DEGs），通过FunRich软件预测DEGs的靶向miRNAs，找出hsa-miR-21-5p靶向的DEGs，获得miRNA-mRNA关系对；利用BLAST程序进行相似性比对，通过Mega 11.0软件构建系统进化树，采用ViennaRNA Web Services预测pre-miR-21-5p的二级结构；使用miRTarBase网站预测hsa-miR-21-5p靶基因，并进行GO功能和KEGG通路富集分析；通过STRING数据库建立蛋白质互作网络，并利用Cytoscape软件进行可视化分析。【结果】共筛选出7个卵母细胞成熟过程中GV/MⅡ期对应卵丘细胞中hsa-miR-21-5p靶向的DEGs。对物种间miR-21-5p序列分析发现，人pre-miR-21-5p与小鼠、褐家鼠、黄牛、绵羊、笔尾树鼩、猕猴的相似性均达95%以上，且miR-21-5p在进化过程中高度保守。ViennaRNA Web Services预测结果显示，pre-miR-21-5p的二级结构具有典型的单一茎环结构。靶基因预测发现，hsa-miR-21-5p共有潜在的723个靶基因。GO功能富集结果显示，靶基因主要富集到细胞增殖调控、内源性凋亡信号通路、蛋白激酶活性的正向调节等功能。KEGG通路富集表明，靶基因主要富集到MAPK和p53等信号通路。蛋白互作分析发现，靶基因MYC、FOXO3、STAT3等编码的蛋白与其他蛋白存在较多靶向关系，参与了PI3K/Akt、JAK-STAT等信号通路。【结论】miR-21-5p在生物进化过程中具有高度保守性，其主要通过调节卵丘细胞中相关基因的表达来调控MAPK和p53等信号通路，进而在卵母细胞成熟过程中发挥作用。

关键词：miR-21-5p;靶基因;卵丘细胞;生物信息学分析

基金资助：黑龙江省科学基金项目（QC2017014）