Abstract

Multiple profiling studies have identified a number of non-coding RNAs associated with the pathogenesis of human diseases. However, the exact regulatory mechanisms and functions of these non-coding RNAs in the development of osteoporosis have not yet been explored. Transcriptome gene expression and miRNA microarray data from peripheral blood monocytes of five high hip bone mineral density (BMD) subjects and five low hip BMD subjects were analyzed. Differentially expressed mRNAs, lncRNAs, and miRNAs were identified and subjected to functional enrichment analysis. Additionally, protein–protein interaction (PPI), lncRNA–mRNA, and mRNA–lncRNA–miRNA competing endogenous RNA (ceRNA) networks were constructed. Differential analysis revealed that 297 mRNAs, 151 lncRNAs, and 38 miRNAs were significantly differentially expressed between peripheral blood monocytes from high and low hip BMD subjects. Key genes including ACLY, HSPA5, and AKT1 were subsequently identified in the PPI network. Additionally, differentially expressed lncRNAs were primarily enriched in the citrate cycle (TCA cycle), biosynthesis of antibiotics, and carbon metabolism pathways. Finally, the mRNA–lncRNA–miRNA network revealed several key ceRNA regulatory relationships among the transcripts and non-coding RNAs. Key mRNAs and non-coding RNAs identified in the networks represent potential biomarkers or targets in the diagnosis and management of osteoporosis. Our findings represent a resource for further functional research on the ceRNA regulation mechanism of non-coding RNA in osteoporosis.

中文翻译：

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骨质疏松症中lncRNA和miRNA表达谱的综合分析以及ceRNA网络的构建。

摘要

多项分析研究已经鉴定出许多与人类疾病发病机制相关的非编码RNA。但是，尚未探讨这些非编码RNA在骨质疏松症发展中的确切调控机制和功能。分析了来自五个高髋骨矿物质密度（BMD）受试者和五个低髋BMD受试者外周血单核细胞的转录组基因表达和miRNA芯片数据。鉴定出差异表达的mRNA，lncRNA和miRNA，并进行功能富集分析。此外，构建了蛋白质-蛋白质相互作用（PPI），lncRNA-mRNA和mRNA-lncRNA-miRNA竞争内源性RNA（ceRNA）网络。差异分析显示297个mRNA，151个lncRNA，高和低髋BMD受试者的外周血单核细胞之间有38种miRNA显着差异表达。随后在PPI网络中鉴定了关键基因，包括ACLY，HSPA5和AKT1。此外，差异表达的lncRNA主要在柠檬酸盐循环（TCA循环），抗生素的生物合成和碳代谢途径中富集。最后，mRNA–lncRNA–miRNA网络揭示了转录本和非编码RNA之间的几个关键ceRNA调控关系。在网络中鉴定出的关键mRNA和非编码RNA代表了骨质疏松症诊断和管理中的潜在生物标志物或靶标。我们的发现为进一步研究骨质疏松中非编码RNA的ceRNA调控机制提供了资源。随后在PPI网络中鉴定了关键基因，包括ACLY，HSPA5和AKT1。此外，差异表达的lncRNA主要在柠檬酸盐循环（TCA循环），抗生素的生物合成和碳代谢途径中富集。最后，mRNA–lncRNA–miRNA网络揭示了转录本和非编码RNA之间的几个关键ceRNA调控关系。在网络中鉴定出的关键mRNA和非编码RNA代表了骨质疏松症诊断和管理中的潜在生物标志物或靶标。我们的发现为进一步研究骨质疏松中非编码RNA的ceRNA调控机制提供了资源。随后在PPI网络中鉴定了关键基因，包括ACLY，HSPA5和AKT1。此外，差异表达的lncRNA主要在柠檬酸盐循环（TCA循环），抗生素的生物合成和碳代谢途径中富集。最后，mRNA–lncRNA–miRNA网络揭示了转录本和非编码RNA之间的几个关键ceRNA调控关系。在网络中鉴定出的关键mRNA和非编码RNA代表了骨质疏松症诊断和管理中的潜在生物标志物或靶标。我们的发现为进一步研究骨质疏松中非编码RNA的ceRNA调控机制提供了资源。抗生素的生物合成和碳代谢途径。最后，mRNA–lncRNA–miRNA网络揭示了转录本和非编码RNA之间的几个关键ceRNA调控关系。在网络中鉴定出的关键mRNA和非编码RNA代表了骨质疏松症诊断和管理中的潜在生物标志物或靶标。我们的发现为进一步研究骨质疏松中非编码RNA的ceRNA调控机制提供了资源。抗生素的生物合成和碳代谢途径。最后，mRNA–lncRNA–miRNA网络揭示了转录本和非编码RNA之间的几个关键ceRNA调控关系。在网络中鉴定出的关键mRNA和非编码RNA代表了骨质疏松症诊断和管理中的潜在生物标志物或靶标。我们的发现为进一步研究骨质疏松中非编码RNA的ceRNA调控机制提供了资源。