【摘要】：目的:缺血性腦卒中(ischemic stroke,IS)是一種十分常見的腦血管疾病,具有很高的致死率和致殘率。關(guān)于缺血性腦卒中的發(fā)病機制,既往已經(jīng)有較多研究涉及到,且大多是通過高通量測序技術(shù)對單一種類的RNA進行研究,涉及較多的RNA主要是long noncoding RNA(lncRNA)、microRNA(miRNA)和mRNA,但是circularRNA(circRNA)與缺血性腦卒中之間的關(guān)系尚不明確;另外只對單一種類RNA進行研究可能會導(dǎo)致研究結(jié)果比較片面。因此,本研究基于高通量測序技術(shù),探索3例缺血性腦卒中患者和3例健康對照組中差異表達(dá)的circRNA、miRNA和mRNA,并且根據(jù)3種RNA之間的調(diào)控與被調(diào)控關(guān)系,結(jié)合競爭內(nèi)源性RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)理論進一步構(gòu)建circRNA-miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò),從而了解cirRNA是否可以作為ceRNA與人類缺血性腦卒中之間存在關(guān)聯(lián)以及可能的分子機制及調(diào)控方式。方法:選取2017年7月至2017年12月在吉林大學(xué)第二醫(yī)院首次被確診的3名缺血性腦卒中患者和在骨科就診的3名對照(對照組除無缺血性腦卒中外,其他相關(guān)特征與缺血性腦卒中組均衡可比),收集年齡、相關(guān)行為特征(吸煙、飲酒)和相關(guān)慢性病患病情況等信息,并且嚴(yán)格按照相關(guān)要求留取研究對象住院次日清晨空腹靜脈血3ml。本研究依托于高通量測序技術(shù),采用基于負(fù)二項分布的DESeq進行差異表達(dá)RNA的篩選;使用分層聚類分析將所有樣本聚類為缺血性腦卒中組(A1,A2,A3)和對照組(D1,D2,D3);基于ceRNA原理,根據(jù)circRNA、miRNA和mRNA之間的調(diào)控與被調(diào)控關(guān)系和三種RNA的測序表達(dá)量構(gòu)建circRNA-ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò),并使用cytoscape3.7.0軟件對調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進行可視化處理;對網(wǎng)絡(luò)中的mRNA進行Gene Ontology(GO)和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)功能與信號通路富集分析,然后根據(jù)基因出現(xiàn)在各通路上的頻率,篩選出可能與缺血性腦卒中有關(guān)的關(guān)鍵基因,并在ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中找到調(diào)控該關(guān)鍵基因的miRNA和circRNA。結(jié)果:1.高通量測序結(jié)果顯示:缺血性腦卒中相關(guān)差異表達(dá)的circRNA有309個(151個上調(diào)和158個下調(diào));差異表達(dá)的miRNA有116個(60個上調(diào)和56個下調(diào));差異表達(dá)的mRNA有144個(70個上調(diào)和74個下調(diào));2.根據(jù)三種RNA之間的調(diào)控與被調(diào)控關(guān)系,建立circRNA-miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中包含63個circRNA(33個上調(diào),30個下調(diào)),8個miRNA(5個上調(diào),3個下調(diào))和7個mRNA(3個上調(diào),4個下調(diào));3.調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中mRNA主要富集的通路為:I型糖尿病(Type I diabetes mellitus),細(xì)胞黏附因子(Cell adhesion molecules,CAMs),參與調(diào)節(jié)IgA產(chǎn)生的腸道免疫網(wǎng)絡(luò)(Intestinal immune network for IgA production)和炎癥性腸病(Inflammatory bowel disease,IBD)等。4.ENSG00000179344是在各通路上出現(xiàn)頻率最高的基因,網(wǎng)絡(luò)中可以作為ceRNA參與調(diào)控ENSG00000179344的circRNA為:hsa_circ_0001910、hsa_circ_0003039、hsa_circ_0007360、hsa_circ_0000175、hsa_circ_0000042、novel_circ_0025531、novel_circ_0024610、novel_circ_0014500、hsa_circ_0011173、hsa_circ_0011174、hsa-circ-0006140;miRNA為hsa-miR-45-5P和hsa-miR-4672。結(jié)論:1.circRNA(hsa_circ_0001910、hsa_circ_0003039、hsa_circ_0007360、hsa_circ_0000175、hsa_circ_0000042、novel_circ_0025531、novel_circ_0024610、novel_circ_0014500、hsa_circ_0011173、hsa_circ_0011174和hsa_-circ_-0006140)可以作為ceRNA通過調(diào)控miRNA(hsa-miR-45-5P和hsa-miR-4672)間接影響HLA-DQB1,這些RNA可能與到缺血性腦卒中之間存在一定的關(guān)聯(lián);2.I型糖尿病、細(xì)胞黏附因子、參與調(diào)節(jié)IgA產(chǎn)生的腸道免疫網(wǎng)絡(luò)和炎癥性腸病通路可能與缺血性腦卒中之間存在關(guān)聯(lián)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R743.3
【圖文】：

圖3.1 circRNA、miRNA 和mRNA 表達(dá)情況的火山圖表 3.4 缺血性腦卒中相關(guān)差異 circRNA（上調(diào)和下調(diào)幅度最大的 40 個 circRNAcircRNA log2foldchange P-value Regulationnovel_circ_0011209 1.6138 0.00033 Upnovel_circ_0005021 1.5057 0.00029 Uphsa_circ_0005035 1.4213 0.00185 Upnovel_circ_0018309 1.2489 0.00396 Upnovel_circ_0010679 1.2458 0.00406 Uphsa_circ_0001103 1.2439 0.00410 Uphsa_circ_0062169 1.2228 0.00451 Uphsa_circ_0074377 1.221 0.00471 Upnovel_circ_0030807 1.2065 0.00510 Uphsa_circ_0002213 1.1952 0.00546 Up

223.7 聚類分析差異表達(dá)circRNA、miRNA和mRNA的分層聚類分析產(chǎn)生的熱圖（圖3.2）顯示：差異表達(dá)circRNA將所有樣本分別聚類為缺血性腦卒中組（A1, A2, A3）和對照組（D1, D2, D3）（圖3.2 circRNA）；差異表達(dá)的miRNA也將所有樣本聚類為缺血性腦卒中組（A1,A2,A3）和對照組（D1, D2, D3）（圖3.2 miRNA）；同理，差異表達(dá)的mRNA也將所有樣本聚類為上述的兩組（圖3.2 mRNA）。圖3.2 差異circRNA、miRNA 和mRNA 在缺血性腦卒中和健康對照中的聚類熱圖注：對于 circRNA 和 miRNA，以 log10(TPM + 1)值進行聚類，對于 mRNA，以 log10(FPKM+1)值進行聚類；紅色表示高表達(dá) RNA，藍(lán)色表示低表達(dá) RNA； A 代表病例組， D 代表健康對照組3.8 差異 circRNA 來源基因的 GO 富集項目對缺血性腦卒中相關(guān)差異circRNA的來源基因進行GO項目富集分析，結(jié)果顯示GO項目富集包括106個項目

第 3 章 結(jié) 果3.10 circRNA 相關(guān) ceRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建基于 ceRNA 理論，尋找與 miRNA 具有相同結(jié)合位點的 circRNA，以 circRNA為 decoy，miRNA 為 core，mRNA 為 target 靶標(biāo)，構(gòu)建 circRNA-miRNA-mRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)（圖 3.3）。圖 3.3 顯示：在該調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中有 63 個 circRNA（33 個上調(diào)，30個下調(diào)），8 個miRNA（5 個上調(diào)，3 個下調(diào)）和7 個mRNA（3 個上調(diào)，4 個下調(diào)）。

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本文編號：2782673