In Silico investigation of potential effects of miRNAs and their target genes on spermatogonial stem cell differentiation in infertile men

OBJECTIVE: The molecular mechanisms underlying male infertility have not been fully elucidated, and genetic and epigenetic regulators of spermatogonial stem cell (SSC) differentiation are increasingly gaining interest. The aim of this study is to identify miRNA candidates that can target the ASCL2, EGR4, HOXC9, and DLX5 genes, which have been reported to have increased expression in SSCs of cryptozoospermic males, and the potential common target genes of these miRNAs using in silico methods.
MATRERIAL and METHODS: In the first stage, microRNAs (miRNAs) targeting differentially expressed genes were identified using miRWalk and miRDB databases. Potential target genes of these miRNAs were analyzed using miRNet and miRTarBase databases.
RESULTS: Potential target genes of miRNAs were identified as LCOR, ZZZ3, AR and TACR3 using target prediction algorithms.
CONCLUSION: Our results may contribute to a better understanding of the mechanisms underlying male infertility by identifying new candidate genes that may play a role in SSC differentiation and spermatogenesis, and miRNAs that may modulate this process at the epigenetic level. These findings may shed light on the identification of potential biomarkers and therapeutic targets in further studies.

Keywords: Male infertility, miRDB, miRNA, spermatogonial stem cell, testis

İnfertil erkeklerde spermatogonial kök hücre farklılaşmasında miRNA’ların ve hedef genlerinin potansiyel etkilerinin in silico araştırılması

AMAÇ: Erkek infertilitesinin altında yatan moleküler mekanizmalar tam olarak aydınlatılmamış olup, spermatogonial kök hücre (SSC) farklılaşmasının genetik ve epigenetik düzenleyicileri giderek daha fazla ilgi çekmektedir. Bu çalışmanın amacı, kriptozoospermik erkeklerin SSC’lerinde ifadesi arttığı raporlanan ASCL2, EGR4, HOXC9 ve DLX5 genlerini hedefleyebilecek miRNA adaylarını ve bu miRNA’ların potansiyel ortak hedef genlerini in silico yöntemlerle belirlemektir.
GEREÇ ve YÖNTEMLER: İlk aşamada, diferansiyel olarak ifade edilen genleri hedefleyen mikroRNA'lar (miRNA'lar) miRWalk ve miRDB veri tabanları kullanılarak belirlendi. Bu miRNA'ların potansiyel hedef genleri ise miRNet ve miRTarBase veri tabanları ile analiz edildi.
BULGULAR: Hedef tahmin algoritmaları ile miRNA'ların potansiyel hedef genleri LCOR, ZZZ3, AR ve TACR3 olarak belirlendi.
SONUÇ: Sonuçlarımız, SSC farklılaşması ve spermatogenez sürecinde rol oynayabilecek yeni aday genleri ve bu süreci epigenetik düzeyde modüle edebilecek miRNA'ları tanımlayarak, erkek infertilitesinin altında yatan mekanizmaların daha iyi anlaşılmasına katkı sağlayabilir. Bu bulgular, ilerleyen çalışmalarda potansiyel biyobelirteçlerin ve terapötik hedeflerin belirlenmesine ışık tutabilir.

Anahtar Kelimeler: Erkek infertilitesi, miRDB, miRNA, spermatogonial kök hücre, testis