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8周有氧运动对小鼠骨骼肌microRNA表达的影响及其生物信息学分析

         
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目的:研究8周有氧运动对骨骼肌microRNA表达的影响,并对差异表达的miRNA进行生物信息学分析以发现其可能作用途径,为后续深入研究运动对骨骼肌产生影响的机制提供方向.研究方法:20只8周龄C57BL/6J小鼠随机分为安静组(C)和运动组(E).运动组预适应训练一周后,采用坡度0°、12 m/min、60 min/天、5天/周、持续8周的有氧训练方案进行跑台训练.于训练48小时后采集小鼠腿部骨骼肌,并提取总RNA,采用miScript miRNA PCR Arrays检测骨骼肌miRNA的表达;采用DIANA-microT-CDS、TargetScan对差异表达的miRNA进行靶基因预测,Cytoscape Bingo工具对靶基因进行Gene Ontology分析(GO分析),mirPath v.3工具对差异表达的miRNA进行通路分析.研究结果:1)共发现58个有氧运动影响骨骼肌差异表达的miRNAs,其中上调表达的miRNAs有miR-411-5p、miR-340-5p、miR-148b-3p等,共计44个;下调表达的miRNAs共有miR-709、miR-1947-3p、miR-667-5p等14个.2)靶基因预测结果显示,上调表达的miRNA共有9 122个靶基因,下调表达的miRNAs共有3 636个靶基因.3)GO分析发现,上调表达的miRNA的靶基因GO功能富集主要包括核酸结合、蛋白质结合、DNA结合、调节基因表达、大分子代谢过程等;下调表达的miRNA的靶基因GO功能富集主要包括核酸结合、蛋白质结合、核酸代谢过程、转录过程等.4)miRNA通路分析结果显示,上调表达的miRNA靶向的通路有MAPK信号通路、mTOR信号通路、破骨细胞分化等;下调表达的miRNA靶向的通路有糖胺聚糖生物合成-硫酸软骨素信号通路、Wnt信号通路、MAPK信号通路等.结论:有氧运动能够引起骨骼肌内miRNA的差异表达;差异表达miRNAs可能通过靶向MAPK信号通路、Wnt信号通路和mTOR信号通路等调控骨骼肌的生长发育和生理生化过程.

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