PM2.5染毒HBE细胞前后差异表达的microRNAs及其生物信息学分析

目的:采用microRNA(miRNA)测序和生物信息学方法,分析大气细颗粒物(PM2.5)染毒人支气管上皮HBE细胞前后差异表达的miRNAs,预测差异miRNAs的生物学功能和信号转导途径.方法:用50μg/mL的PM2.5混悬液染毒HBE细胞,以未染毒组作为对照组,处理24 h后提取总RNA样品,Small RNA样品预处理试剂盒构建文库,并利用illumina HiSeqTM 2500/MiSeq测序平台进行高通量测序.以调整后P<0.05的筛选标准得到差异miRNAs,使用miRanda和RNAhybrid两个软件共同预测差异miRNAs的靶基因并进行GO和KEGG功能富集分析,利用STRING数据库和Cytoscape软件对miRNAs和靶基因及靶基因之间的相互作用关系进行可视化分析.结果:高通量测序方法共检测到PM2.5染毒前后的包含1137个miRNAs的表达谱,27个为差异表达的miRNAs,其中7个上调,20个下调.GO和KEGG富集分析发现,这些差异miRNAs主要参与细胞代谢、酶活性调节等生物学过程,聚集于胞内如细胞质、细胞器等,涉及代谢途径、PI3K-Akt信号通路、Ras信号通路、MAPK信号通路等与细胞增殖、分化、凋亡及癌症发生等相关的重要信号通路.此外,通过构建相互作用网络图,鉴定了miR-371b-3p、miR-371a-5p、miR-27a-3p、miR-7-5p、miR-372-3p等相互作用数量前11位的核心miRNAs,以及3个核心靶基因(VEGFA、MAPK3、CCR5).结论:PM2.5染毒HBE细胞后引起了27个miRNAs的差异表达,涉及PI3K-Akt信号通路、Ras信号通路及MAPK信号通路等与癌症发生发展相关的重要信号通路,其中筛选了11个核心miRNAs和3个核心基因,为深入研究PM2.5致癌毒理作用机制提供了实验依据.