Gene function analysis of ATRNL1 and ceRNA network construction in Alzheimer’s disease

Zhong Siran; Kuang Qi; Qin Ning; Yang Siman; Wei Yuting; Chen Ben; Zhong Zhenguo; Zhang Fan

doi:10.13406/j.cnki.cyxb.003069

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Gene function analysis of ATRNL1 and ceRNA network construction in Alzheimer’s disease

OtherNeurologicalDiseases | 更新时间：2025-10-21

- Gene function analysis of ATRNL1 and ceRNA network construction in Alzheimer’s disease
- Journal of Chongqing Medical University Vol. 47, Issue 7, Pages: 871-876(2022)
- 作者机构：
  
  1.广州华商学院健康医学院,广州 511399
  2.广西中医药大学科学实验中心,南宁 530021
  3.广州中医药大学国际中医药转化医学研究所,广州 510006
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.003069
  CLC： R34
- Received：08 April 2020，
  
  Published：28 July 2022
- 稿件说明：
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钟斯然,邝琦,覃宁华西口腔等.ATRNL1在阿尔茨海默病中的基因功能分析及ceRNA网络预测[J].重庆医科大学学报,2022,47(7):871-876.

Zhong Siran,Kuang Qi,Qin Ning,et al.Gene function analysis of ATRNL1 and ceRNA network construction in Alzheimer’s disease[J].Journal of Chongqing Medical University,2022,47(7):871-876.
钟斯然,邝琦,覃宁华西口腔等.ATRNL1在阿尔茨海默病中的基因功能分析及ceRNA网络预测[J].重庆医科大学学报,2022,47(7):871-876. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003069.

Zhong Siran,Kuang Qi,Qin Ning,et al.Gene function analysis of ATRNL1 and ceRNA network construction in Alzheimer’s disease[J].Journal of Chongqing Medical University,2022,47(7):871-876. DOI： 10.13406/j.cnki.cyxb.003069.

摘要

目的

通过对ATRNL1基因的生物信息学分析，明确其在阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）中的作用。

方法

通过高通量基因表达（gene expression omnibus，GEO）数据库下载AD芯片数据GSE36980、GSE1297和GSE28146，利用3个独立数据验证ATRNL1在AD中的差异表达情况，并计算Pearson相关系数分析ATRNL1与临床信息的相关性；使用GSE1297数据筛选ATRNL1共表达基因并使用clusterProfiler程序包进行基因功能注释，包括基因本体论（gene ontology，GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）富集分析；为研究ATRNL1差异表达的调控机制，使用multiMiR程序包下载miRNA相互作用数据，根据竞争性内源RNA（competing endogenous RNAs，ceRNA）的调控机制构建ATRNL1-miRNA-mRNA调控网络。

结果

3个独立芯片数据中ATRNL1在AD中表达明显下降（

0.05）；ATRNL1表达与PMI评分明显相关（

0.05），与简易智力状态检查量表（mini-mental status examination，MMSE）评分明显相关（

0.001），与神经元神经原纤维缠结（neurofibrillary tangles，NFT）评分明显相关（

0.05）；ATRNL1共表达基因的富集分析发现，信号释放生物学过程（GO：0023061）、突触小泡周期（hsa04721）、γ-氨基丁酸能突触（hsa04727）与ATRNL1明显相关；构建的ATRNL1-miRNA-mRNA调控网络发现，MOAP1、WDR47、REEP1等基因很可能与hsa-miR-192-5p竞争性调控ATRNL1表达，与ATRNL1构成ceRNA。

结论

首次发现ATRNL1可能通过调控突触的信号传递以及影响γ-氨基丁酸能突触，影响AD发病，ATRNL1可能通过hsa-miR-192-5p与MOAP1构成ceRNA。

Abstract

Objective

To investigate and identify gene ATRNL1 function in Alzheimer’s disease（AD）.

Methods

Microarray data GSE36980，GSE1297，and GSE28146 were downloaded from gene expression omnibus（GEO）database. ATRNL1 differential expression of AD in Alzheimer’s disease was validated by 3 independent datasets. Meanwhile，Pearson correlation test between ATRNL1 expression and clinical data were performed. ATRNL1 co-expression gene screening and function enrichment analysis was performed by clusterProfiler，which included gene ontology（GO）and Kyoto encyclopedia of genes and genomes（KEGG）annotation. To further illustrate ATRNL1 molecule interaction detail，multiMiR package was used to download miRNA interaction，finally ATRNL1-miRNA-mRNA network was constructed for competing endogenous RNAs（ceRNA）identification of ATRNL1.

Results

Three isolated datasets showed ATRNL1 was significantly decreased（

0.05）. ATRNL1 expression was significantly correlated with PMI（

0.05），mini-mental status examination（MMSE）（

0.001），and neurofibrillary tangles（NFT）（

0.05）. ATRNL1 co-expression genes enrichment analysis showed that the biological process of signal release（GO：0023061），synaptic vesicle cycle（hsa04721），GABAergic synapse（hsa04727）were significantly related to ATRNL1. The constructed ATRNL1-miRNA-mRNA regulatory network found that MOAP1，WDR47，and REEP1 were found as ceRNA by competing hsa-miR-192-5p with ATRNL1.

Conclusion

It is discovered for the first time that ATRNL1 may affect AD occurrence through synapse signal release and GABAergic synapse，and more importantly ATRNL1 may function as ceRNA with MOAP1 by competing hsa-miR-192-5p.

关键词

Keywords

references

Hardy J ， Selkoe DJ . The amyloid hypothesis of Alzheimer's disease：progress and problems on the road to therapeutics [J ] . Science ， 2002 ， 297 （ 5580 ）： 353 - 356 ．

Shi Y ， Yamada K ， Liddelow SA ， et al . ApoE4 markedly exacerbates tau-mediated neurodegeneration in a mouse model of tauopathy [J ] . Nature ， 2017 ， 549 （ 7673 ）： 523 - 527 ．

Salmena L ， Poliseno L ， Tay Y ， et al . A CeRNA hypothesis：the Rosetta stone of a hidden RNA language? [J ] . Cell ， 2011 ， 146 （ 3 ）： 353 - 358 ．

Bossi L ， Figueroa-Bossi N . Competing endogenous RNAs：a target-centric view of small RNA regulation in bacteria [J ] . Nat Rev Microbiol ， 2016 ， 14 （ 12 ）： 775 - 784 ．

Thomson DW ， Dinger ME . Endogenous microRNA sponges：evidence and controversy [J ] . Nat Rev Genet ， 2016 ， 17 （ 5 ）： 272 - 283 ．

Karreth FA ， Pandolfi PP . CeRNA cross-talk in cancer：when ce-bling rivalries go awry [J ] . Cancer Discov ， 2013 ， 3 （ 10 ）： 1113 - 1121 ．

Huber W ， Carey VJ ， Gentleman R ， et al . Orchestrating high-throughput genomic analysis with bioconductor [J ] . Nat Methods ， 2015 ， 12 （ 2 ）： 115 - 121 ．

Gautier L ， Cope L ， Bolstad BM ， et al . Affy：analysis of affymetrix genechip data at the probe level [J ] . Bioinformatics ， 2004 ， 20 （ 3 ）： 307 - 315 ．

Ritchie ME ， Phipson B ， Wu D ， et al . Limma powers differential expression analyses for RNA-sequencing and microarray studies [J ] ． Nucleic Acids Res ， 2015 ， 43 （ 7 ）： e47 ． DOI: 10.1093/nar/gkv007 http://dx.doi.org/10.1093/nar/gkv007 .

Ashburner M ， Ball CA ， Blake JA ， et al . Gene ontology：tool for the unification of biology. The gene ontology consortium [J ] . Nat Genet ， 2000 ， 25 （ 1 ）： 25 - 29 ．

Kanehisa M ， Goto S . KEGG：Kyoto encyclopedia of genes and genomes [J ] . Nucleic Acids Res ， 2000 ， 28 （ 1 ）： 27 - 30 ．

Boyle EI ， Weng S ， Gollub J ， et al . GO：TermFinder：open source software for accessing gene ontology information and finding significantly enriched gene ontology terms associated with a list of genes [J ] ． Bioinformatics ， 2004 ， 20 （ 18 ）： 3710 - 3715 ．

Subramanian A ， Tamayo P ， Mootha VK ， et al . Gene set enrichment analysis：a knowledge-based approach for interpreting genome-wide expression profiles [J ] . Proc Natl Acad Sci USA ， 2005 ， 102 （ 43 ）： 15545 - 15550 ．

Ru YB ， Kechris KJ ， Tabakoff B ， et al . The multiMiR R package and database：integration of microRNA-target interactions along with their disease and drug associations [J ] . Nucleic Acids Res ， 2014 ， 42 （ 17 ）： e133 ．

Xiao FF ， Zuo ZX ， Cai GS ， et al . miRecords：an integrated resource for microRNA-target interactions [J ] . Nucleic Acids Res ， 2009 ， 37 （ Database issue ）： D105 - D110 ．

Hsu SD ， Lin FM ， Wu WY ， et al . miRTarBase：a database curates experimentally validated microRNA-target interactions [J ] . Nucleic Acids Res ， 2011 ， 39 （ Database issue ）： D163 - D169 ．

Sethupathy P ， Corda B ， Hatzigeorgiou AG . TarBase：a comprehensive database of experimentally supported animal microRNA targets [J ] . RNA ， 2006 ， 12 （ 2 ）： 192 - 197 ．

Cota CD ， Liu RR ， Sumberac TM ， et al . Genetic and phenotypic studies of the dark-like mutant mouse [J ] . Genesis ， 2008 ， 46 （ 10 ）： 562 - 573 ．

Tang BL . Amyloid precursor protein（APP）and GABAergic neurotransmission [J ] . Cells ， 2019 ， 8 （ 6 ）： E550 ．

Hollnagel JO ， Elzoheiry S ， Gorgas K ， et al . Early alterations in hippocampal perisomatic GABAergic synapses and network oscillations in a mouse model of Alzheimer's disease amyloidosis [J ] . PLoS One ， 2019 ， 14 （ 1 ）： e0209228 .

Calvo-Flores Guzmán B ， Kim S ， Chawdhary B ， et al . Amyloid-beta1-42-induced increase in GABAergic tonic conductance in mouse hippocampal CA1 pyramidal cells [J ] . Molecules ， 2020 ， 25 （ 3 ）： E693 ．

Pizzarelli R ， Griguoli M ， Zacchi P ， et al . Tuning GABAergic inhibition：gephyrin molecular organization and functions [J ] . Neuroscience ， 2020 ， 439 ： 125 - 136 ．

Rahman MR ， Islam T ， Turanli B ， et al . Network-based approach to identify molecular signatures and therapeutic agents in Alzheimer's disease [J ] . Comput Biol Chem ， 2019 ， 78 ： 431 - 439 ．

Raheja R ， Regev K ， Healy BC ， et al . Correlating serum micrornas and clinical parameters in amyotrophic lateral sclerosis [J ] . Muscle Nerve ， 2018 ， 58 （ 2 ）： 261 - 269 ．

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