文摘
背景。代谢相关的脂肪肝(MAFLD)是一种复杂的疾病,肝脏中脂肪的积累的结果。MAFLD直接与肥胖、胰岛素抵抗、糖尿病和代谢综合症。PPARγ配体,包括吡格列酮,也用于这种疾病的管理。非编码rna扮演关键角色在不同的疾病,如糖尿病、肥胖、包括MAFLD和肝脏疾病。然而,没有足够的知识的翻译使用这些ncRNAs诊所,尤其是MAFLD条件。本研究的目的是确定ncRNAs MAFLD作为病因的治疗目标的新方法。方法。我们收集人类和小鼠在GEO MAFLD基因表达数据集可用。我们执行总mrna的通路富集分析基于KEGG库数据筛选最潜在的途径在肝脏MAFLD人体试验和小鼠模型,并分析了通过ClueGO通路互连。最后,我们筛选疾病的因果关系MAFLD ncRNAs,伴随着PPARs,然后讨论的角色显示ncRNAs PPAR信号和MAFLD。结果。我们发现127年MAFLD ncRNAs 25人强烈验证之前PPARs的监管。polypharmacology方法,我们筛选51 ncRNAs被因果MAFLD相关疾病的一个子集。结论。本研究显示的一个子集ncRNAs有助于更清晰和引导指定临床前和临床研究来验证的治疗应用显示ncRNAs通过操纵MAFLD PPARs分子机制。
1。介绍
非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是一种复杂的疾病,肝脏中脂肪的积累的结果。在肝脂肪变性、脂肪甘油三酯和胆固醇酯的形式积累在肝细胞(1]。非酒精性脂肪肝也被认为是一个“代谢性疾病”,因为它与代谢紊乱密切相关,包括血脂异常、肥胖和2型糖尿病(2]。非酒精性脂肪肝已经更新的新术语肝脏脂肪代谢相关疾病(MAFLD),用于审查的这篇文章(3]。MAFLD是最常见的原因之一,慢性肝病,组织学上分为简单的脂肪变性,非酒精性脂肪肝炎(纳什),肝纤维化、肝硬化和肝癌4]。MAFLD的流行率在不断上升,每年全世界有25%的成年人感染这种疾病(5]。MAFLD直接与肥胖、胰岛素抵抗(IR),糖尿病和代谢综合征(6]。最重要的主要的风险因素MAFLD高胆固醇,肥胖、高脂血症,和2型糖尿病(T2DM)病人体内,其他危险因素包括丙型肝炎和糖皮质激素(7]。共同管理MAFLD基于肝代谢紊乱的治疗,IR和生活方式的改进,如饮食和身体活动减肥。PPARγ配体,包括thiazolidinediones (TZD),如吡格列酮和罗格列酮也用于治疗这种疾病(8- - - - - -10]。
的细胞和分子机制参与脂肪变性和MAFLD尚未完全了解。然而,证据表明各种因素,包括脂肪组织炎症、肝脂肪生成,IR,肝细胞的线粒体异常、氧化应激参与脂肪变性,肝纤维化、肝硬化的进展(11- - - - - -13]。
肝脏脂肪控制体内平衡通过复杂的激素之间的相互作用,转录因子、核受体。在MAFLD,脂肪是存储为甘油三酯分子途径。由于脂质吸收之间的不平衡和脂类排泄,脂肪在肝细胞积累。途径如循环脂质吸收、脂肪酸(FA)氧化、脂肪从头合成,在极低密度脂蛋白(VLDL)和脂肪出口受损MAFLD [14]。
在最近的研究中,一组非编码RNA如长非编码RNA (lncRNAs),小分子核糖核酸(microrna),和圆形RNA (circRNAs)已经引起了许多研究者的注意由于基因转录的调控。这些非编码rna扮演关键角色在各种疾病如糖尿病15,肥胖16)以及肝脏疾病,包括MAFLD [17- - - - - -19]。
lncRNAs ncRNAs的子群有超过200元的长度,调节基因的转录后阶段的退化,拼接,目标基因的翻译20.]。LncRNAs也起着关键的作用在调节表观遗传学和基因转录21]。ncRNAs站的其他小组小microrna和圆形组成的非编码rna rna,也参与调节目标基因的表达。microrna,主要抑制基因表达通过绑定到3 - - - - - -UTR mrna的目标。另一方面,众所周知尤其是海绵circRNAs microrna并保护目标mrna, lncRNAs也做。尽管如此,检查这些ncRNAs作为网络可以帮助我们更好的理解他们的角色和影响特定基因表达的现象。本研究的目的是确定非编码rna,包括microrna lncRNAs, circRNAs MAFLD病因的治疗靶点的新方法。
2。方法
2.1。生物信息学的筛选与分析
文章搜索PubMed和谷歌学者从2010年到2022年。执行搜索关键字脂肪肝。我们收集人类和小鼠脂肪肝基因表达的基因表达数据集可以综合(GEO)(表1),再分析检查和比较它们的途径。基因表达数据显示从文学探索小说的潜在联系进行进一步的研究。我们选择数据集有关人类脂肪肝疾病主题和小鼠接受高脂肪饮食脂肪肝发展。Limma包是用于这个工具和表达的意义阈值变化表示 - - - - - -值< 0.05 Benjamini &业务测试(错误发现率)。
2.2。通路富集和网络ClueGO分析
我们执行通路富集分析总mrna为注释,使用数据库的可视化、发现和集成(大卫)v6.8 (https://david.ncifcrf.gov/基于《京都议定书》百科全书的基因和基因组(KEGG)存储库数据筛选最在非酒精性脂肪肝小鼠肝功能的潜在途径。然后,我们通过ClueGO构造和可视化的网络应用,以及分析蛋白质相互作用的Cytoscape软件,使用交互分数从字符串DBv11.0阈值设置为0.4互动得分。这项研究的流程图如图1。
2.3。ncRNA-mRNA收集和直接相互作用的预测
在这项研究中,数据挖掘和生物信息学分析被用来评估如果非编码rna相关目标PPARs MAFLD也。我们收集和集成的强烈ncRNAs协会和MAFLD进行验证。然后,LncRRIsearch lncRNA-mRNA交互的数据库被用来分析数据预测(22]。-12千卡每摩尔的结合能阈值,我们查询lncRNAs名单收集直接mRNA的目标。我们选择这个阈值,因为我们倾向于有一个广泛的mrna的通路富集分析。为了得到一个了解这些信使rna的功能集,我们在丰富充实每一个总目标列表R工具。
2.4。Disease-Causality筛选
最后,我们筛选疾病协会的常见ncRNAs MAFLD和PPARs之间使用HMDD v3.2 (https://www.cuilab.cn/hmdd)和LncRNADiseasev2.0 (http://www.rnanut.net/lncrnadisease)。我们设置筛选条件包括实验检测方法,强大的验证分析(如芯片、qPCR,免疫印迹,荧光素酶报告基因分析,吸干,北部和RNAi), 0.5到1.0分,排除因果关联。这些结果有助于更加清晰和指导设计的临床前和临床研究验证的治疗应用ncRNAs透露。
2.5。交互网络建设和分析
最后,导致因果ncRNAs被用来构造一个网络表示他们的交互与分析脂肪肝疾病的基因。我们收集所有信使rna相互作用的因果ncRNAs种子区域互补miRNAs-mRNAs交互的算法在TargetScan人类7.0数据库,在Circ-Interactome CircRNAs-mRNAs交互(https://circinteractome.nia.nih.gov/),lncRNAs-mRNAs LncRRIsearch数据库的交互。我们选择一个子集的前100名以上显示之间的交互总分的75%。然后,我们应用CytoScape 3.6.1软件构造和分析的交互网络基于学位中心参数。
3所示。结果
3.1。基因筛查地理
我们从数据集筛选mrna GSE63067 GSE85439,微分表达式在肝脏在GEO2R使用Limma包工具,基于标准的 ,和调节 - - - - - -为人类病人与对照组值≤0.05, ,和调节 - - - - - -值≤0.05鼠标高脂肪饮食(高频)相比,低脂饮食组(低频)。此外,地理数据分析显示444个差异表达基因在人类MAFLD(度),以及小鼠MAFLD 350度。
3.2。通路富集和ClueGO分析
最有力的丰富KEGG通路在人类MAFLD数据是PPAR信号通路。同时,这种途径在鼠标MAFLD数据大大丰富,展示其在MAFLD分子病理学意义。三大人类MAFLD KEGG途径丰富数据包括hsa03320 PPAR信号通路, ;hsa04668肿瘤坏死因子信号通路, ;其次是hsa04920控制信号通路, 这些都是与MAFLD的病理学。图2显示KEGG通路富集和蛋白质网络的人类MAFLD度。另外,补充图1显示KEGG通路富集和蛋白质网络的鼠标MAFLD度。
(一)
(b)
然而,ClueGO人力数据显示分析结果路径对应于adipocytokine信号通路,胰岛素抵抗,MAFLD,通过本体基因与2型糖尿病有显著的协会与PPAR ClueGO通路中的信号通路作为中心节点。数据3和4结果显示为ClueGO通路之间的互连网络的非酒精性脂肪肝度在人类和小鼠,分别。
此外,ClueGO鼠标数据的分析结果显示对应于过氧物酶体通路,AMPK信号、糖酵解/糖质新生,催乳激素信号和生物合成的不饱和FAs主要协会通过基因本体连接的中心轴PPAR信号通路。
3.3。非编码RNA与MAFLD有关
非编码RNA的列表与MAFLD被确认为79 microrna(补充表1),32 lncRNAs(补充表2),16 circRNAs(补充表3)与脂肪肝相关上市。lncRNAs-related通路和基因如表所示2。
此外,常见的非编码rna MAFLD和PPARs被确定在本研究中。图5显示了强烈ncRNAs之间的关联和PPARs进行验证。随后,他们受到评估疾病的因果关系特性的生物信息学工具。
3.4。因果ncRNAs MAFLD和PPARs有关
表3显示因果lncRNAs circRNAs与脂肪肝和PPARs,和表4显示因果microrna与脂肪肝和PPARs有关。这些microrna是通过强大的方法进行验证。
3.5。因果ncRNAs-Fatty肝脏mrna交互网络
网络包含191个节点和203边了。基因和枢纽中心ncRNAs基于学位中心参数显示为大的节点。microrna mrna,圆形的rna, lncRNAs描绘成黄色,绿色,蓝色,分别和绿松石节点(图6)。
4所示。讨论
回顾文献矿业协会提供证据PPARs MAFLD的途径。最近,许多已经努力识别基因和ncRNAs MAFLD。相应地,PPAR信号通路的重要性已经被公认和广泛讨论。在这个途径,PPARγ和PPARα扮演重要角色在MAFLD发展和减轻。与之前的研究结果相一致,我们确定了PPAR信号通路在MAFLD中心途径基因表达数据。
Adipocytokines,包括肿瘤坏死因子-α(肿瘤坏死因子-α),抵抗素、瘦素和脂联素是由脂肪组织分泌。这些分子作为巨噬细胞趋化因子积累脂肪组织。因此,肥胖使慢性低度炎症状态,被认为是肝脏疾病的危险因素(23]。Adipocytokine失调也会导致胰岛素抵抗和减少促炎细胞因子的增加。
最近的研究显示,有一个相声adipocytokine和PPAR信号之间,以这样一种方式是通过肝lipo-inflammation来调节的adiponectin-activated PPARs PPAR-induced脂联素。的PPARα和PPARγ极大函数来减少炎症,而PPAR-beta (β)是一个潜在的目标治疗胰岛素抵抗[24]。
脂联素激活肝脂联素受体2,那么下游活化蛋白激酶(AMPK)途径启动,并触发PPAR转录因子。这导致基因的upregulation负责改善氧化状态、炎症和高浓度的甘油三酸酯(25]。此外,脂联素是一种由PPAR调节基因γ受体激动剂罗格列酮和吡格列酮,据报道,改善糖尿病患者的IR (26]。PPARγ在脂肪细胞修改目标基因参与脂肪摄入,脂肪存储,发病释放胰岛素敏感,和炎性细胞因子的生产。PPARγ激活增加脂肪储存在脂肪组织,提高胰岛素敏感性(27]。研究人员表明,击倒PPARγ在肥胖ob / ob老鼠相比,减少肝脏甘油三酯含量控制老鼠。在这种情况下,过多的脂肪交付到其他组织,包括横纹肌,导致增加胰岛素抵抗和2型糖尿病(的发展28]。另一方面,有研究报道,PPARγ表达患者的肝脏MAFLD增加并激活脂肪形成的基因的表达和加剧肝脂肪变性。值得注意的是临床研究显示,治疗脂肪肝的TZD降低肝脂肪变性。减少脂肪变性是由于TZD的影响脂肪组织,从而防止多余的脂肪进入肝脏,防止不正常的脂肪细胞的形成。增加脂肪组织形成后TZD与体重增加TZ治疗脂肪肝患者(27]。
PPARα表示在肝脏等组织和控制FA运输、肝葡萄糖生产,FA新陈代谢。PPARα营养传感器控制脂质代谢在喂养和禁食(29日]。PPARα调节基因转录的参与机会,足总运输,和糖质新生30.]。它还负调节炎性信号通路和脂肪肝中起着至关重要的作用。值得注意的是PPARα激活改善炎症、纤维化,肝脂肪变性MAFLD模型小鼠。因此,PPARα受体激动剂及其使用调节器作为战略管理和治疗脂肪肝的31日]。
在这项研究中,我们也关注ncRNA网络调节PPAR通路。有趣的是,几个ncRNAs与MAFLD验证了存在PPAR的监管γ和PPARα之前。然而,我们构造和分析网络组成的肝病与MAFLD交互因果ncRNAs mrna。
5。结论
MAFLD是一种流行疾病,指一群情况有一个积累过多的脂肪在肝脏。MAFLD直接与肥胖、代谢综合征和糖尿病。非编码rna扮演关键角色在一些疾病,如糖尿病,肥胖症,和肝脏疾病,包括MAFLD。这项研究的结果表明,因果相关联的非编码rna的子集可以用来治疗MAFLD PPARs。本研究有助于更加清晰和指导设计的临床前和临床研究验证的治疗应用ncRNAs透露。
缩写
| MAFLD: | 代谢相关的脂肪肝 |
| 非酒精性脂肪肝: | 非酒精性脂肪肝病 |
| 纳什: | 非酒精性脂肪肝炎 |
| 红外光谱: | 胰岛素抵抗 |
| TZD: | Thiazolidinediones |
| PPARγ: | 过氧物酶体proliferator-activated受体γ |
| PPARα: | 过氧物酶体proliferator-activated受体α |
| VLDL: | 极低密度脂蛋白 |
| lncRNAs: | 长非编码RNA |
| microrna: | 小分子核糖核酸 |
| circRNAs: | 圆形rna |
| 费尔南多-阿隆索: | 脂肪酸 |
| 地理: | 基因表达综合 |
| 心力衰竭: | 高脂肪饮食 |
| 如果: | 低脂肪饮食 |
| 大卫: | 数据库的注释、可视化和综合发现 |
| KEGG: | 京都基因和基因组的百科全书 |
| 2型糖尿病: | 2型糖尿病 |
| 肿瘤坏死因子-α: | 肿瘤坏死因子-α |
| AMPK: | 活化蛋白激酶 |
| 肝细胞癌: | 肝细胞癌。 |
数据可用性
所有生成的数据或分析在本研究可按照客户要求定制。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突,关于这篇文章的出版。
补充材料
补充图1:KEGG通路富集和蛋白质网络的鼠非酒精性脂肪肝度。答:前4丰富通路显著罗斯福得分。b .蛋白质网络说明PPARs信号基因红、代谢途径基因蓝色,胰岛素信号通路基因绿色、黄色和糖酵解/糖质新生基因节点。补充表1:脂肪肝疾病microrna的总结34- - - - - -58]。补充表2:脂肪肝疾病相关的总结lncRNAs [15,58- - - - - -87年]。补充表3:脂肪肝疾病相关的总结circRNAs [88年- - - - - -99年]。(补充材料)