肺缺血-再灌注核心基因介导的竞争性内源性RNA网络的构建

目的分析肺缺血-再灌注损伤发生的核心基因并构建竞争性内源性RNA(ceRNA)网络。方法从基因表达综合(GEO)数据库下载GSE145989的原始数据当作训练集,GSE172222和GSE9634数据集作为验证集,并鉴定差异表达基因(DEG)。进行基因本体(GO)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,筛选核心基因并分析核心基因的诊断价值、免疫细胞的免疫浸润水平。构建并验证ceRNA网络。分析基于ceRNA网络的靶向药物。结果共检测到179个DEG,其中61个下调基因,118个上调基因。GO分析结果显示,DEG与细胞迁移、分化和调节等生物学过程有关;与内吞囊泡膜、浆膜和膜筏等细胞成分有关;与趋化因子受体、G蛋白偶联受体、免疫受体活性和抗原结合等分子功能有关。KEGG分析显示DEG参与肿瘤坏死因子(TNF)、Wnt、白细胞介素(IL)-17和核因子(NF)-κB等信号通路。PPI网络提示CD8A、IL2RG、STAT1、CD3G和SYK是肺缺血-再灌注损伤的核心基因。ceRNA网络提示miR-146a-3p、miR-28-5p和miR-593-3p与CD3G的表达相关;miR-149-3p、miR-342-5p、miR-873-5p和miR-491-5p与IL2RG表达相关;miR-194-3p、miR-512-3p、miR-377-3p和miR-590-3p与SYK表达相关;miR-590-3p和miR-875-3p与CD8A表达相关;miR-143-5p、miR-1231、miR-590-3p、miR-875-3p与STAT1表达相关。CD3G有13种靶向药物,IL2RG有4种靶向药物,SYK有28种靶向药物,lncRNA MUC2有3种靶向药物,未发现CD8A、STAT1和其他ceRNA网络基因的靶向药物。结论CD8A、IL2RG、STAT1、CD3G和SYK是肺缺血-再灌注损伤的核心基因,对核心基因进行研究分析可能有助于肺缺血-再灌注损伤的诊断,并提供新的研究思路和治疗靶点。

长链非编码RNA及竞争性内源RNA网络在银屑病中调控机制的研究进展

银屑病是一种慢性炎症性皮肤病,发病机制复杂。该文通过综述长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)及竞争性内源RNA(Competitive endogenous RNA,ceRNA)网络在银屑病中调控机制的进展,寻找银屑病的发病机制及相关调控通路,对控制病情和改善预后具有重要意义,为进一步阐明该疾病的遗传学发病机制、基因诊断以及下一步的基因治疗等奠定理论基础。

长链非编码核糖核酸及其介导的竞争内源性核糖核酸与卒中发病机制研究进展

长链非编码核糖核酸(long noncoding RNA,lncRNA)是长度大于200碱基的非编码RNA,为竞争内源性RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)的关键组成分子,具有重要的生物学功能。近期研究表明,lncRNA及其介导的ceRNA与卒中的发病、炎症反应及血管生成密切相关,为卒中的诊治提供了新的方向。本文对lncRNA及其介导的ceRNA与卒中关系的研究进展进行综述。

兔膝关节前交叉韧带和内侧副韧带部分损伤后差异表达的内源性竞争性circRNA-miRNA-mRNA网络与核心基因的筛选与功能分析

目的:揭示兔膝关节前交叉韧带(ACL)和内侧副韧带(MCL)部分损伤后内源性竞争性环状RNA(circRNA)与微小RNA(miRNA)及信使RNA(mRNA)的相互作用关系,以探讨阻碍ACL损伤后内源性修复的分子机制。方法:兔正常和部分损伤的ACL及MCL组织H-E染色,进行形态学观察。进行全转录组建库测序,并通过差异分析确定差异表达基因。进行功能分析和蛋白质相互作用网络构建,鉴定核心基因,并建立内源性竞争性circRNA-miRNA-mRNA网络。结果:兔正常和部分损伤的ACL及MCL在炎症反应、细胞增殖及胶原沉积等方面均存在显著差异。得到16个核心基因,并构建了6个核心基因的circRNA-miRNA-mRNA网络。结论:兔正常和部分损伤的ACL及MCL差异表达基因的富集分析通路和核心基因的表达趋势存在明显差异,这为进一步研究ACL损伤内源性修复障碍的机制提供了新思路。

长链非编码RNA LOC285194作为竞争性内源性RNA在恶性肿瘤发生与发展中的作用的研究进展

长链非编码RNA LOC285194在多种恶性肿瘤中呈低表达,影响肿瘤细胞的生物学行为及化疗耐药性,其表达水平与恶性肿瘤患者的临床病理特征及预后密切相关。LOC285194作为竞争性内源性RNA(ceRNA)靶向结合miRNA,参与多种恶性肿瘤的发生与发展。本文就LOC285194作为ceRNA在恶性肿瘤发生与发展中的作用的研究进展做一综述。

LINC00707-miR-338-3p-ITGB8竞争性内源性RNA网络与胰腺癌不良预后相关

目的 探讨参与胰腺癌发生发展过程中的竞争性内源性RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)网络,为胰腺癌的发病机制提供新的认识。方法 从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)中收集6个胰腺癌数据集,通过GEO2R和STRING工具识别共同差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)和hub基因,利用DAVID工具对共同DEGs进行功能富集分析,利用基因表达谱交互分析数据库(Gene Expression Profiling Interactive Analysis, GEPIA)、人类蛋白质图谱(Human Protein Atlas, HPA)和Kaplan-Meier Plotter分析并确认hub基因的基因表达、蛋白表达和预后意义,进一步在StarBase网页工具中探索感兴趣的基因并以此构建ceRNA网络。结果 在6个数据集中发现191个共同DEGs和9个hub基因(MET, COL1A1, LAMA3, LAMB3, LAMC2, ITGA2, ITGA3, ITGB4, ITGB8),主要参与信号转导、细胞粘附、细胞迁移、肿瘤通路、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B,PI3K/Akt)信号通路等。其中MET(HR=2.97,P=1.2×10-7)、ITGA2(HR=2.8,P=1.2×10^(-5))、ITGA3(HR=2.58,P=7.5×10^(-5))、ITGB4(HR=2.36,P=0.0025)、ITGB8(HR=1.91,P=0.0025)、LAMA3(HR=3.86,P=3.6×10-6)、LAMB3(HR=2.18,P=0.000 25)、LAMC2(HR=3.06,P=0.000 11)均与胰腺癌患者预后不良相关。与正常胰腺样本相比,ITGB8在胰腺癌样本中呈高表达,其受上游miR-338-3p和LINC00707的调控,ITGB8或LINC00707表达越高,预后越差,而miR-338-3p表达越高,生存时间越长。结论 本研究首次发现LINC00707可通过靶向结合miR-338-3p的方式调控ITGB8表达,构成一条与胰腺癌患者生存有关的ceRNA网络,其中可能涉及了肿瘤细胞增殖、迁移、侵袭和耐药的分子机制。

结直肠癌中LncRNA介导的内源性竞争性RNA调控网络

目的构建结直肠癌RNA调控网络,探讨结直肠癌中分子调控机制。方法从TCGA数据库中提取结直肠癌转录水平表达数据,筛选差异表达RNAs,结合miRDB,miRcode,miRTarBase和TargetScan数据库靶基因预测结果,整合LncRNA-miRNA、miRNA-mRNA关系对,基于ceRNA假说及LncRNA细胞内定位,筛选出胞质表达并介导该网络调控的LncRNA,重建结直肠癌中lncRNA-miRNA-mRNA作用网络。结果在结直肠癌差异表达基因分析中初步筛选出119个LncRNA、32个miRNA以及59个mRNA;识别777对LncRNA-miRNA与77对miRNA-mRNA,基于ceRNA假说以及LncRNA在细胞内定位,最后筛选出15个上调LncRNA、3个下调miRNA(hsa-mir-145,hsa-mir-193b,hsa-mir-150)以及5个上调mRNA重建ceRNA网络。结论成功构建结直肠癌中LncRNA介导调控的ceRNA网络,识别出预后相关的潜在靶点,为结直肠癌治疗研究提供了新的参考依据。

竞争性内源性RNA在急性髓系白血病中的研究进展

急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)是多种因素引起的造血系统恶性疾病,具有很高的复发率及死亡率。非编码RNA在AML的发生发展过程中发挥着重要作用。竞争性内源性RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)观点指出,不同的非编码RNA可通过作用于相同的miRNA反应元件(MRE)从而调控基因的表达。目前越来越多的研究表明,非编码RNA作为ceRNA在调控AML的增殖、凋亡、侵袭和耐药等生物学过程中发挥关键作用。该文主要对ceRNA在AML生物学过程中的调控作用,以及治疗和预后中的临床意义作一综述。

竞争性内源性RNA在神经退行性疾病中作用的研究进展

随着对人类基因组和非编码RNA的深入研究,竞争性内源性RNA(ce RNAs)假说被提出。该假说揭示了一种全新的基因表达调控模式,即信使RNA(m RNA)、长链非编码RNA(lnc RNA)、环状RNA(circ RNA)、假基因等RNA分子作为ce RNA相同的微小RNA应答元件(MREs)竞争性结合或共享微小RNA(micro RNA)来调控靶基因并参与人类发育和相关疾病机制。神经退行性疾病是一类严重威胁人类健康的神经系统变性疾病。近年来的研究发现,ce RNAs参与了神经退行性疾病阿尔茨海默病(AD)和帕金森氏病(PD)的发生发展。因此,对ce RNAs的研究可能为神经退行性疾病的发病机制及诊疗方案提供新的线索与方向。本文拟对ce RNAs在神经退行性疾病中的作用进行综述。

头颈部鳞癌中FOXP3基因相关的竞争性内源性RNA网络分析

目的探索FOXP3基因在头颈部鳞癌中的作用机制。方法选取TCGA数据库中的279例头颈部鳞癌二代测序样本,利用cbioportal筛选样本中FOXP3的共表达基因;利用String数据库,建立FOXP3的共表达网络;利用DAVID数据库分析共表达网络功能;利用miRTar Base和Star Base数据库,筛选能够调控FOXP3的短链非编码RNA(microRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)和环状非编码RNA(circRNA);最后,利用Cytoscape软件建立FOXP3的竞争性内源性RNA(ceRNA)网络。结果在TCGA数据库的头颈部鳞癌样本中共筛选出FOXP3的共表达基因950个。(Spearman分数大于0.5)功能分析结果显示这些共表达基因的功能主要为免疫应答,T细胞、淋巴细胞和粒细胞激活等免疫相关功能。ceRNA网络揭示miR-31-5p和miR-210-3p能够靶向调控FOXP3基因。此外,XIST、TUG1、JRK和LINC00473等42个lncRNA和ZNF223_hsa_circ_000898和ISY1_hsa_circ_001090等31个circRNA能够通过ceRNA作用调控FOXP3。结论成功建立FOXP3基因相关的ceRNA网络,并挖掘出42个lncRNA和31个circRNA可能通过ceRNA作用调控FOXP3,可为头颈部鳞状细胞癌的分子机制研究和分子靶向治疗提供新的切入点。

竞争性内源性RNA调控网络在乳腺癌中的作用研究进展

乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤,尽管其治疗已取得进展,但仍然是女性癌症死亡的主要原因。非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA)在乳腺癌的发生发展中起关键作用,但是不同ncRNA之间存在的作用机制尚不清楚。近来,RNA研究领域新提出的概念是“竞争性内源性RNA(competing endogeous RNA,ceRNA)”,即不同RNA之间存在相互调节作用,包括长链非编码RNA(long noncoding RNA,LncRNA)、微小RNA、转录假基因和环状RNA。研究表明,这些RNA之间的作用失调在促进或抑制乳腺癌发生发展方面具有重要作用。本文针对ceRNA网络调控轴在乳腺癌中的研究进展作一综述。

结肠腺癌预后相关竞争性内源性RNA网络的构建及免疫治疗反应分析

目的:利用生物信息学工具在结肠腺癌中(COAD)构建预后相关竞争内源性RNA(ceRNA)网络并进行综合分析。方法:从肿瘤基因组图谱(TCGA)数据库中下载COAD的RNA测序(RNA-seq)数据和miRNA测序(miRNA-seq)数据及相应的患者临床信息,筛选差异表达的mRNAs(DEmRNAs)、lncRNAs(DElncRNAs)和miRNAs(DEmiRNAs)。对所有DEmRNAs进行功能和通路富集分析,以及蛋白互作网络(PPI)分析。根据这些差异RNAs之间的调控关系构建了COAD的ceRNA网络。用Kaplan-Meier曲线评估差异RNAs对COAD患者总生存率(OS)的影响,结合患者相关的临床信息分析差异基因的表达模式与其他临床特征之间的相关性。用c-bioportal和TIMER数据库分析DElncRNAs与免疫相关分子及浸润细胞的关系。结果:我们构建的ceRNA网络中有5个DElncRNAs(C2orf48、HOTAIR、KCNQ1OT1、LINC00355和MIR31HG)、2个DEmiRNAs(miR-145和miR-152)和6个DEmRNAs(FAM46C、FJX1、MACC1、SLC16A9、TPM2和ULBP2)与患者的OS显著相关。此外,预后相关lncRNAs中有4个被证实还与其它某些临床特征相关,KCNQ1OT1、MIR31HG和PD-L1表达之间也存在显著相关性。结论:本研究在COAD中构建了一个新的ceRNA调节网络,并确定了C2orf48、HOTAIR、KCNQ1OT1、LINC00355和MIR31HG可作为COAD潜在标志预后、靶向治疗以及免疫治疗反应的生物标志物。

基于基因芯片技术构建与非小细胞肺癌患者预后相关的内源性竞争性RNA网络

目的高通量测序技术的发展使得大量miRNA被发现。文中构建非小细胞肺癌(NSCLC)预后相关的内源性竞争性RNA(ceRNA)调控网络,探讨NSCLC中分子调控机制。方法通过miRNA芯片技术筛选NSCLC组织及其配对癌旁组织中差异表达的miRNA(DEmiRNA),应用targetScan、miRtarBase、miRDB、miRCode和lncBase数据库预测DEmiRNA的靶mRNA和与之作用的lncRNA,整合miRNA-mRNA和miRNA-lncRNA作用对,构建NSCLC的ceRNA网络。进一步,将靶mRNA基因导入DAVID数据库进行基因本体论(GO)注释和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,同时导入STRING数据库构建蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络并筛选关键模块和基因。应用Kaplan-Meier Plotter在线数据库对关键基因进行生存分析,基于生存分析结果进一步提取与NSCLC患者预后相关的亚ceRNA网络。结果筛选在NSCLC组织及其配对癌旁组织中差异最显著的20个miRNA,根据数据库预测结果成功构建了包含有3个miRNA、130个mRNA和6个lncRNA的ceRNA网络。GO和KEGG分析结果显示共富集出有意义的861个生物过程、66个细胞组分、107个分子功能、32个KEGG条目。通过分析PPI网络结果,得到了3个关键模块和11个关键基因,其中8个关键基因与NSCLC患者预后有关。基于这8个基因,提取了包含有2个miRNA、5个lncRNA和8个mRNA预后相关的亚ceRNA网络。结论成功构建NSCLC预后相关的ceRNA网络,为NSCLC的机制研究提供了新的参考依据。

长链非编码RNA相关的竞争性内源性RNA网络中结肠腺癌潜在生物标志物的研究进展

结肠腺癌(COAD)是迄今为止最常见的结肠癌组织学类型,是全球范围内导致死亡的主要原因之一,早期诊断、治疗及预防复发在临床中意义重大。充当竞争性内源性RNA(ceRNA)的长链非编码RNA(lncRNA)在结肠癌的发展中发挥重要作用,通过分析与lncRNA相关的ceRNA网络中COAD诊断、预后及复发相关的潜在生物标志物,可为lncRNA在COAD中的功能研究提供新的思路,为临床上COAD的诊断及治疗提供很大的帮助。本文就lncRNA相关的ceRNA网络中COAD潜在生物标志物的研究进展进行综述。

竞争性内源RNA在肝癌中的研究进展

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是常见的消化系统恶性肿瘤之一,肝癌发生、发展机制不清是制约肝癌诊疗的重要原因。近年研究发现,RNA在肝癌的调控机制中发挥重要作用,某些长链非编码RNA(lncRNA)、环状RNA(circRNA)、假基因以及mRNA拥有microRNA应答元件(microRNA response element,MRE),通过竞争性结合microRNA,发挥相互调控作用。这类RNA称为竞争性内源性RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)。该文将按照ceRNA分类,对其在肝癌发生、发展机制中的生物学功能及临床意义进行系统综述。

LncRNA 作为竞争性内源性RNA调控甲状腺癌的研究进展

RNA可能作为内源性RNA(ceRNAs)发挥作用,这是在许多癌症中决定基因表达调控的关键机制。竞争内源性RNA理论认为假基因转录本、长链非编码RNA、环状RNA、mRNA能作为竞争性内源性RNA,它们拥有编码蛋白mRNA相同microRNA反应元件,能竞争结合microRNA的结合位点,影响功能蛋白的表达而发挥促癌或抑癌的作用。而长链非编码RNA (lncRNA)可以通过miRNA应答元件竞争性地结合microRNA (miRNA)来影响RNA靶点的表达。近来大量研究表明lncRNA作为竞争性内源性RNA分子在甲状腺癌恶性行为中发挥重要功能,因此有必要对这些研究进行归纳梳理,并阐述这些分子在甲状腺癌中的作用。

基于exoRBase数据库胰腺癌患者血液外泌体竞争性内源RNA网络的构建

目的:通过生物信息学方法构建胰腺癌(pancreatic adenocarcinoma, PAAD)患者血液外泌体中的竞争性内源RNA(competing endogenous RNA, ceRNA)调控网络,探讨其发病机制。方法:从exoRBase数据库下载PAAD患者和正常对照的血液外泌体测序数据,使用R语言分别对外泌体mRNA、长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)及环状RNA(circular RNA, circRNA)的表达谱进行差异分析。使用TargetScan和miRanda数据库共同预测与差异表达mRNA结合的微小RNA(microRNA, miRNA)。使用miRcode数据库预测与差异表达lncRNA结合的miRNA,使用starBase数据库预测与差异表达circRNA结合的miRNA。将相关的mRNA、circRNA、lncRNA和其相对应的miRNA预测数据导入Cytoscape软件中对ceRNA网络进行可视化。并使用R语言进行基因本体论(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。采用CytoHubba插件确定Hub基因,表达谱交互分析数据库GEPIA分析PAAD和正常样本的基因测序表达数据。比较PAAD患者和正常对照者中前10个Hub基因的表达,并绘制对应Hub基因的生存曲线。结果:筛选出120个差异表达的mRNA,48个差异表达lncRNA,23个差异表达circRNA。采用Cytoscape软件构建了ceRNA网络,共19个mRNA节点、12个lncRNA节点、3个circRNA节点、31个miRNA节点。GO富集分析显示,mRNA主要富集在富含ficolin-1颗粒腔和组蛋白脱乙酰酶结合。KEGG富集分析显示调控网络中差异表达的mRNA主要富集在黏附连接通路、结直肠癌通路和神经营养信号通路。找到关键的Hub基因小GTP酶Ras相关C3肉毒杆菌毒素底物1(the small GTPase Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1, RAC1),GEPIA显示PAAD患者RAC1基因表达水平明显升高。生存分析结果显示RAC1低表达组PAAD患者的生存率显著高于高表达组。结论:本研究成功构建PAAD患者血液外泌体中的ceRNA调控网络,为PAAD的诊断和治疗提供确切靶点。

长链基因间非编码RNA 00681竞争性结合miR-16促进黑素瘤细胞侵袭和迁移

目的:检测长链基因间非编码RNA 00681(long intergenic noncoding RNA 00681,linc00681)在恶性黑素瘤组织和皮肤良性痣组织中的表达,探索沉默linc00681对黑素瘤A375细胞侵袭和迁移能力的影响及机制。方法:采用一步法实时定量聚合酶链式反应(real time-quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)检测恶性黑素瘤组织和A375细胞中linc00681的表达。利用小干扰RNA技术沉默黑素瘤A375细胞中linc00681的表达。应用划痕实验检测敲低linc00681对细胞迁移距离的影响,Transwell检测敲低linc00681对细胞迁移和侵袭能力的影响。生信分析网站分析linc00681和微小RNA-16(microRNA-16,miR-16)的潜在结合位点。荧光素酶报告实验检测linc00681与miR-16的结合能力。挽救实验检测miR-16对linc00681调控A375细胞迁移和侵袭能力的影响。结果:黑素瘤组织和A375细胞中linc00681的表达高于皮肤良性痣和正常黑素HEMa-LP细胞。沉默linc00681表达后,A375细胞迁移距离、迁移和侵袭细胞数目均显著降低。研究显示:linc00681可吸附结合miR-16;linc00681和miR-16共同沉默组侵袭和迁移能力明显高于linc00681单独沉默组。结论:linc00681在黑素瘤组织和A375细胞中表达升高,并可通过竞争性结合miR-16促进黑素瘤细胞迁移和侵袭。

内源性甲基精氨酸的病理学意义

内源性甲基精氨酸主要包括:N^G-单甲基-L-精氨酸(L-NMMA),非对称性二甲基精氨酸(ADMA)和对称性二甲基精氨酸(SDMA)。他们是胍基甲基化的精氨酸同类物,主要来自于体内甲基化蛋白的水解。其中非对称性甲基精氨酸和非对称性二甲基精氨酸对一氧化氮合酶(NOS)具有竞争性抑制作用,SDMA是ADMA的立体异构体,他对NOS没有作用。非对称性甲基精氨酸的代谢,转化和排泄过程受阻或生成过量都会造成这类物质在体内蓄积。ADMA水平的异常升高可使L-arg:NO通路受阻,导致一氧化氮(NO)合成减少,从而使与NO有关的生理、生化过程出现异常改变。各方面的研究显示,ADMA异常升高及其引发的NO合成障碍与心血管系统的某些疾病,如高血压、动脉粥样硬化、心衰等的发生与演变有密切的关系。

人乳头瘤病毒6型和11型通用型含内源性内参的重组酶介导的等温扩增技术检测方法的建立

目的建立一种通用型含内源性内参的重组酶介导的等温扩增技术(EIC-RAA)检测人乳头瘤病毒6型(HPV-6)和11型(HPV-11)的方法,以实现HPV-6和HPV-11的简单、准确、快速筛查。方法针对HPV-6和HPV-11的L1片段保守区域设计通用型引物和探针并结合核糖核酸酶P(RNaseP)基因引物和探针作为内参建立了检测HPV-6和HPV-11的EIC-RAA方法;用系列浓度稀释的质粒和不同亚型HPV样本核酸检验其灵敏度、重复性和特异度;收集的230份临床样本进行EIC-RAA和商业化HPV PCR-荧光探针法检测,并对结果进行比较。结果建立的EIC-RAA方法可在39℃条件下30min内实现HPV-6和HPV-11的检测,其灵敏度为10copies/reaction,重复性好,特异度高,EIC-RAA检测结果与商业化HPV PCR-荧光探针法检测结果的符合率为100%。结论建立了一种检测HPV-6和HPV-11的EIC-RAA方法,该检测方法具有简单、准确、快速的优点,在HPV-6和HPV-11的筛查中具有潜在的应用价值。