基于生物信息学分析揭示ceRNA网络调控锰致神经毒性的标志物

目的 筛选锰(manganese,Mn)染毒人神经母细胞瘤(SH-SY5Y)细胞后差异表达RNAs,分析内源性竞争RNA(com-peting endogenous RNA,ceRNA)共表达网络并鉴定出与帕金森病(Parkinson's disease,PD)患者大脑皮质中共表达的关键RNAs,揭示Mn致神经毒性与PD的共同分子机制和潜在的生物标志物.方法 利用Agilent人表达谱芯片对Mn暴露(500μmol/L MnCl2,6h)SH-SY5Y细胞进行mRNAs、miRNAs和lncRNAs检测;运用R软件分析差异表达(differential expres-sion,DE)基因.通过starBase和miRTarBase数据库鉴定miRNA-lncRNA和miRNA-mRNA相互作用关系,用Cytoscape软件构建ceRNA调控网络,对比分析GEO数据库GSE72962检测的PD患者额叶皮质miRNAs表达数据;对DE mRNAs进行GO功能富集和KEGG通路分析.结果 Mn染毒SH-SY5Y细胞后差异表达分析筛选出DE lncRNAs 177个,DE miRNAs 112个和DE mRNAs 6353个.根据共表达分析结果和ceRNA调控机制,最终纳入lncRNAs 20个,miRNAs 14个和mRNAs 27个,共65对相互作用关系构建lncRNA-miRNA-mRNA调控网络.其中miR-124-3p和miR-371a-5p的表达在Mn染毒神经细胞和PD患者额叶皮质中均有显著性变化.GO和KEGG富集分析提示,ceRNA主要富集在神经系统发育、凋亡信号调节、氧化应激反应、自噬、细胞衰老等通路.结论 ceRNA调控网络在Mn致神经毒性作用中发挥着重要作用,miR-124-3p和miR-371a-5p可能会成为锰中毒和PD诊断的生物标志物.