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[目的]类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一种常见的以滑膜炎症为特征的慢性自身免疫性疾病。然而,RA的病因和潜在的分子事件尚不清楚。在此,我们应用生物信息学分析来识别RA中涉及的关键基因和miRNA。越来越多的证据表明,miRNA可以通过多种生物学过程调控RA的发病机制。miR-496已被发现是多种疾病的重要分子。但其在RA中的作用及机制尚未阐明。[方法]从GEO(Gene expression Omnibus)数据库中下载GSE72564的表达谱,该数据集包含8个样本,其中RA样本4例,OA样本4例,利用GEO2R工具对control组和RA组的差异表达miRNA(DEMs)进行筛选,以p<0.05和|log2(fold change)|≥1为筛选条件。通过TargetScan、miRanda和miRDB数据库,从理论上预测了关键miRNA与其靶基因之间的相互作用。从GEO数据库中下载GSE29746的表达谱,该数据集包含20个样本,其中RA样本9例,OA样本11例,使用R软件limma软件包筛选差异表达基因(DEGs),其阈值为P<0.05,|log2(fold change)|≥1。利用DAVID数据库对常见DEGs进行功能和通路富集分析,利用STRING数据库构建常见DEGs的蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,并使用Cytoscape软件进行可视化处理。通过Cytoscape的ClueGO插件构建了 DEGs与信号通路的交互网络,筛选出与RA发展相关的重要通路。利用Cytoscape的MCODE插件对网络中的hub基因和PPI网络的模块分析。最后将预测的靶基因与差异表达基因的取交集得到关键基因。在组织样本中,对关键基因的mRNA表达水平进行了验证,为体外实验提供依据。GEO数据集提供了用于分析miR-496和MMP10在RA中的表达的临床样本。使用IL-1β(10 ng/mL)处理MH7A细胞以建立RA体外模型。采用CCK-8和流式细胞仪检测MH7A细胞的增殖和凋亡。用TargetScan预测miR-496和MMP10的潜在结合部位,并用双荧光素酶报告基因实验进行验证。分别构建miR-496 mimic、miR-496 inhibitor、si-MMP10 以及 pcDNA3.1-MMP10,通过qRT-PCR、western blot实验分析了细胞表型、靶向关系以及NF-κB通路标志蛋白的表达情况。[结果]GSE72564数据集共获得23个DEMs,其中17个上调,6个下调。综合现有文献,选择miR-496进一步研究。通过三个miRNA网站预测miR-496作用的靶基因,三个数据库都预测到的基因共180个。GSE29746数据处理后共获得418个DEGs,包括206个上调基因和212个下调基因。GO功能富集分析结果表明,上调DEGs富集的生物过程(biological process,BP)包括内肽酶活性的负调控、细胞粘附、免疫反应、G蛋白偶联受体信号通路、嗅觉中化学刺激的检测、化学突触传递。下调的DEGs富集的生物过程包括细胞粘附、离子跨膜运输、嗜同性细胞通过质膜粘附分子粘附、轴突的导向、蛋白质同寡聚、基因表达的正调控、大脑发育。在分子功能(molecularfunction,MF)方面,上调的DEGs富集于生长因子活性、钙离子结合、受体结合、嗅觉感受器活动、G蛋白偶联受体活性。而下调DEGs富集于钙离子结合、RNA聚合酶Ⅱ调控区序列特异性DNA结合、细胞外基质结构组成、肌动蛋白单体绑定、蛋白结合参与细胞间的异型黏附、细胞外基质成分赋予弹性。细胞成分(cellular component,CC)分析显示,上调DEGs主要位于细胞外空间、细胞质膜、细胞外基质、细胞连接、细胞表面,下调DEGs主要位于细胞质膜、蛋白质的细胞外基质、细胞质膜顶端、细胞外区域、粘着斑。KEGG通路富集分析结果显示DEGs主要富集于以下过程:移植物抗宿主病、吞噬体、哮喘、炎症性肠病、吗啡成瘾、金黄色葡萄球菌感染、类风湿关节炎、弓形虫病、细胞粘附分子、阿米巴病。为了筛选与RA发展相关的重要通路,我们使用Cytoscape平台的ClueGO插件构建了 DEGs与信号通路的交互网络,结果表明NF-κB通路可能通过TLR4等交互基因参与了 RA的发病机制。使用Cytoscape软件的MCODE插件筛选到13个重要模块,共获得出10个hub基因,包括 MMP10、TRIM3、THEMIS2、DLX2、SPAG5、MIP、ASB2、CXCL2、CUX2、FRZB。将miR-496预测的靶基因与GSE29746数据集的差异表达基因取交集,共得到 7 个关键基因,分别是 ST6GALNAC5、LIMCH1、MMP10、CDH2、PTPRB、PAPPA和PDE3A。结合RA组织中MMP10的高表达,故假设 MMP10为miR-496靶基因。miR-496在RA组织和体外细胞模型IL-1β-treated MH7A中低表达。上调miR-496显著抑制IL-1β-induced MH7A细胞的增殖能力,而miR-496下调却可以增强其细胞的活性。双荧光素酶报告基因实验表明MMP10和miR-496存在相互作用。MMP10可被miR-496负调控。miR-496可以靶向MMP10抑制IL-1β-treated MH7A细胞增殖并诱导其凋亡。p-P65和p-κBα的蛋白水平在转染miR-496 mimic后显著降低,而上调MMP10可以逆转的miR-496 mimic对p-P65和p-κBα的表达抑制。相反,MH7A细胞转染miR-496 inhibitor后p-P65和p-IκBα表达升高,而敲低MMP10可以逆转miR-496 inhibitor对p-P65和p-κBα表达的促进作用。[结论]生物信息学分析筛选的RA关键基因和miRNA有助于我们了解RA的发生机制。更重要的是,miR-496/MMP10轴可能通过NF-κB通路参与了 RA的发病机制,为下一步的体外验证提供了基础。miR-496/MMP10轴的影响通过介导NF-κB通路来影响FLS的增殖和凋亡。这些结果提示miR-496可能RA疾病进展中的一个新的关键基因,这可以进一步阐明RA的发病机制并为RA治疗提供新靶点。