生物信息学分析和预测Snai1的靶向作用miRNA分子

刘汉雄曹媛媛刘子声欧文胜

1南华大学附属郴州市第一人民医院消化内科 湖南省郴州市 423000

2南华大学附属郴州市第一人民医院ICU 湖南省郴州市 423000

生物信息学分析和预测Snai1的靶向作用miRNA分子

刘汉雄1曹媛媛2刘子声1欧文胜1

1南华大学附属郴州市第一人民医院消化内科 湖南省郴州市 423000

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目的：通过生物信息学方法预测和寻找Snai1的靶向作用miRNA分子。方法：通过生物信息学软件分析Snai1的靶向作用miRNA分子，再通过热力学稳定性评分和序列保守性评分，对所获得miRNAs分子进行分析，获得与Snai1结合特异性最好，稳定性最高的靶miRNA。结果：预测到有12个miRNAs可与Snai1结合；其中，miR-199a-5p、miR-410与Snai1结合的稳定性和特异性较好。结论：miR-199a-5p、miR-410可能是Snai1的靶miRNA。

生物信息学；Snai1；miRNA；靶基因

Snai1基因超家族是一类具有锌指结构的转录抑制因子家族，Snai1家族基因对脊椎动物神经脊和中胚叶组织的形成具有重要作用，往往在间叶组织中表达，因而被认为是一种间叶源性标志物[1]。

miRNA-靶基因之间的调控具有一定的特异性和互补性[2]。通过相关软件预测miRNA-靶基因之间的结合，可以为下一步实验提供理论基础。本研究通过通过生物信息学软件预测与Snai1结合的miRNA分子，以确定miRNA-Snai1之间的相互作用。

1 方法

1.1 miRWalk预测与Snai1结合的miRNA分子

miRwalk在线程序可通过10个生物信息学软件进行“交集”分析与Snai1结合的miRNA分子。

1.2 miRanda软件对与Snai1结合miRNA分子进行评分

将Snai1基因输入miRanda在线程序，进行热力学稳定性评分和序列保守性评分，以预测与Snai1结合特异性和稳定性较好的miRNA分子。

2 结果

2.1 获得12个与Snai1结合的miRNA分子

10个软件当中有6个软件预测到有12个miRNAs可与Snai1结合：miR-30d，miR-30b，miR-30c，miR-410，miR-153，miR-125a-5p，miR-522，miR-615-5p，miR-199a-5p，miR-125b，miR-30e，miR-3a。

2.2 与Snai1结合miRNA分子评分结果

miRanda软件进行热力学稳定性评分和序列保守性评分，结果发现：miR-199a-5p、miR-410与Snai1结合的热动力学得分分别排第1、第2，说明结合稳定性和特异性较好，同时，序列保守性得分也高。因此，miR-199a-5p、miR-410可能是Snai1的靶miRNA。如表1所示。

表1：预测的12个miRNAs的mirSVR得分和PhastCons得分

3 讨论

研究发现，Snai1基因与细胞增殖、细胞动力学、细胞周期调节及细胞凋亡等有密切关系[3]，其异常表达可导致细胞形态发生改变，细胞间连接缺失，细胞获得侵袭潜能，促进肿瘤发生[4]。Snai1表达下调可能与miRNA调控有关。

miRwalk通过多个生物信息学软件同时预测分析miRNA-靶基因之间的结合，不同的软件采用的算法不同，预测的结果可能会有一些差异。结合多个软件的结果进行预测，则可信度较好[5]。miRwalk预测到了有12个miRNAs可与Snai1结合，说明这些miRNAs与Snai1结合的可能性较大，但结合特异性尚不明了，必须对这些miRNAs进一步分析。

分析miRNA-靶基因之间的结合的特异性和稳定性的生物信息学软件miRanda主要通过计算miRNA-靶基因之间的结合的热动力学、序列保守性来计算他们之间结合的特异性和稳定性[6]。本研究结果发现：miR-199a-5p、miR-410与Snai1结合的热动力学得分比较低，说明结合稳定性和特异性较好，同时，序列保守性得分也高。因此， miR-199a-5p、miR-410可能是Snai1的靶miRNA。

miR-199a-5p在胃癌中是一个候选癌基因，其在胃癌中表达增高，促进胃癌的侵袭和转移[7]。而miR-410作为抑癌因子可通过靶向MDM2，抑制胃癌细胞的侵袭转移[8]。由于Snai1是一个已知的癌基因，因此，miR-410靶向结合Snai1的可能性更高。由于miRNA-靶基因与靶基因之间的结合调控具有很大的不确定性，为了进一步证实miRNA-靶基因之间的结合，需通过后续实验选取miR-199a-5p、miR-410做实验验证以及功能研究。

（通讯作者：欧文胜）

[1]Taparra KT,Wang H,Malek R, et al.SNAI1 Regulates the Hexosamine Biosynthesis Pathway to Promote Kras Mutant Lung Tumorigenesis[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2016,96(2S):S54-S55.

[2]Stahlhut C,Slack FJ.MicroRNAs and the cancer phenotype: profiling, signatures and clinical implications[J].Genome Med.2013,5(12):111.

[3]Qi J,Li T,Bian H,et al.SNAI1 promotes the development of HCC through the enhancement of proliferation and inhibition of apoptosis[J]. FEBS Open Bio. 2016, 6(4):326-337.

[4]Horvay K,Jardé T,Casagranda F,et al.Snai1 regulates cell lineage allocation and stem cell maintenance in the mouse intestinal epithelium[J].EMBO J.2015,34(10):1319-1335.

[5]Kumar A,Wong AK,Tizard ML,et al. miRNA_Targets:a database for miRNA target predictions in coding and non-coding regions of mRNAs [J]. Genomics.2012,100(06):352-356.

[6]Kumar A,Wong AK,Tizard ML,et al.miRNA_Targets:a database for miRNA target predictions in coding and noncoding regions of mRNAs[J]. Genomics.2012,100(06):352-356.

[7]He XJ,Ma YY,Yu S,et al.Upregulated miR-199a-5p in gastric cancer functions as an oncogene and targets klotho[J].BMC Cancer.2014,14:218.

[8]Shen J,Niu W,Zhou M,et al. MicroRNA-410 suppresses migration and invasion by targeting MDM2 in gastric cancer[J].PLoS One.2014, 9(08):e104510.

刘汉雄，男。大学本科学历。主治医师。在读研究生。南华大学附属郴州市第一人民医院消化内科。

欧文胜，副主任医师。南华大学附属郴州市第一人民医院消化内科。