长链非编码RNA-MAL2 的靶基因预测及信号通路富集分析

罗瑶敏，蒋 振

（川北医学院基础医学与法医学院生物化学与分子生物学教研室，四川 南充 637000）

长链非编码RNA（lncRNA）是转录本长度超过200 nt 且缺乏蛋白质编码能力的RNA 分子。lncRNA 已被证明参与细胞生长、抗凋亡、迁移和侵袭，而且在多种恶性肿瘤中表现出调控作用，包括乳腺癌、胃癌、胆囊癌、肝细胞癌和胰腺癌[1-4]。MAL2 是一种脂筏蛋白，已知在物质运输中起作用，MAL2 基因在包括乳腺癌在内的各种肿瘤组织中表达，肿瘤细胞中MAL2 水平升高与患者存活率降低相关[5-8]。尽管越来越多的研究表明MAL2 在发病机制、疾病进展、耐药性和生存率降低中的作用，但其作用机制在很大程度上仍不清楚。为此，本研究运用生物信息学分析方法，分析lncRNA-MAL2 在细胞内的调控靶基因及信号通路，并对其进行生物学功能注释，阐述lncRNA-MAL2 在细胞内的功能作用。

1 资料与方法

1.1 lncRNA-MAL2 靶基因预测 经NCBI 基因数据库查询lncRNA-MAL2 的序列，经miRDB 数据库（http://www.mirdb.org/）和Starbase 3.0 数据库（https://starbase.sysu.edu.cn/index.php）预 测 与lncRNAMAL2 有miRNA-lncRNA 互作关系的miRNA，取2个数据库的预测交集进行进一步分析。

1.2 miRNAs 靶基因预测 在Starbase 3.0 数据库中分别对这些miRNA 进行靶基因预测，选取预测程序个数为3，预测靶基因评分比较高的前5 个，通过DAVI 数据库进行靶基因的GO 注释和信号通路富集分析。

1.3 GO 注释 从基因功能的3 个方面：细胞组分（cellular component，CC）、分子功能（molecular function，MF）、生物学过程（biological process，BP）进行分析，得到具有统计学意义的GO 注释显著性分析（P＜0.05），信号通路富集分析阈值取P≤0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 lncRNA-MAL2 预测miRNAs 在miRDB 数据库预测到与lncRNA-MAL2 有miRNA-lncRNA 互作关系的miRNAs 有95 个，Starbase 3.0 数据库预测到的有167 个miRNAs，取交集共有5 个miRNAs，其miRNA 序列见表1。

表1 长链非编码RNA-MAL2 预测的miRNAs

2.2 GO 注释分析 长链非编码RNA MAL2 通过hsa-miR-613 作用的靶基因主要调控蛋白质的稳定性、细胞形状、蛋白的泛素化降解过程、神经系统发育、细胞对雌激素刺激的反应、胰岛素受体信号途径和细胞对病因损伤的反应等病理生理过程，见图1。

2.3 信号通路富集分析 lncMAL2 通过hsa-miR-613调控的信号通路包括乙型肝炎病毒信号通路、肾细胞癌信号通路、长时程增强信号通路、Th17 细胞分化、Cushing 综合征、甲状旁腺激素合成、分泌和作用、甲状腺癌、结直肠癌等肿瘤信号通路，见图2。

3 讨论

lncRNA 在过去几十年中得到了广泛的研究，被认为是一类已知参与生理和病理状况的非编码RNA，其特点是没有显著的蛋白质编码潜力[9，10]，在细胞增殖、发育、衰老、表观遗传、转录和转录后水平调节基因表达方面发挥着重要作用[11-14]。lncRNA 以转录物的形式从哺乳动物基因组中广泛转录，在大量生物过程中保持着重要功能，并与癌症等多种疾病相关，lncRNA 在细胞的多种生理和病理过程中的作用被广泛研究[15-18]。本研究通过分析来自NCBI、miRDB 和Starbase 3.0 及DAVID 数据库的数据[19，20]，确定了lncRNA-MAL2 的靶基因，并进一步分析了其在细胞内调控的信号通路。

本研究在miRDB 数据库得到与lncRNA-MAL2相关的miRNAs 共95 个，在Starbase 3.0 数据库得到与lncRNA-MAL2 相关的miRNAs 共167 个，取交集后共得到5 个miRNAs，分别是hsa-miR-513b-5p、hsa-miR-613、hsa-miR-206、hsa-miR-1-3p、hsa-miR-766-5p。对miRNAs 通过GO 功能注释发现，lncRNA MAL2 通过hsa-miR-613 作用的靶基因主要调控蛋白质的稳定性、细胞的形状、蛋白的泛素化降解过程、神经系统发育、细胞对雌激素刺激的反应、胰岛素受体信号途径和细胞对病因损伤的反应等病理生理过程，提示其生理功能主要与细胞的开关、细胞对雌激素刺激的反应以及细胞对多种外界刺激因素的反应密切相关。

信号通路富集的结果显示，lncRNA-MAL2 通过hsa-miR-613 调控的信号通路包括乙型肝炎病毒信号通路、肾细胞癌信号通路、长时程增强信号通路、Th17 细胞分化、Cushing 综合征，以及甲状旁腺激素合成、分泌和作用，甲状腺癌、结直肠癌等肿瘤信号通路，进一步提示lncRNA-MAL2 可能通过这些细胞内的与细胞正常的生理过程、炎症感染以及肿瘤信号通路发挥调控作用。

综上所述，lncRNA-MAL2 在细胞内调控的多个靶基因和信号通路，这些信号通路与多种疾病相关。