激素性股骨头坏死mRNA与非编码RNA差异表达谱及竞争性内源RNA调控网络分析

目的探讨激素性股骨头坏死(SONFH)的发病机制。方法检索SRA数据库中SONFH相关去核糖体转录组测序数据集SRP091890,利用R语言分析得到差异长链非编码RNA(lncRNAs)和mRNAs。检索GEO数据库中SONFH相关芯片数据集GSE89587,利用R语言分析得到差异miRNAs。利用miRDB、miRTarbase和TargetScan数据库分别预测SONFH相关miRNAs的靶向mRNAs,构建miRNA-mRNA调控网络。采用clusterProfiler包对上述调控网络中的mRNAs进行功能富集分析,利用Starbase数据库预测其lncRNAs,构建lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA调控网络。结果共筛选出422个显著差异mRNAs、22个显著差异miRNAs和416个显著差异lncRNAs。通过miRDB、miRTarbase和TargetScan数据库预测的靶向mRNAs与上述差异mRNAs交叉映射,确定46个mRNAs参与SONFH相关miRNA-mRNA调控网络的构建;GO功能富集分析显示,miRNA-mRNA网络可能参与细胞增殖和细胞周期等生物学过程。通过Starbase数据库预测的靶向lncRNAs与上述差异lncRNAs交叉映射,确定3个lncRNAs参与SONFH相关lncRNA-miRNA调控网络的构建,最终构建VASH1-AS1相关的ceRNA调控网络,SLC5A6、NQO2和THAP6可能通过has-let-7d-5p或hsa-mir-3194-3p间接被VASH1-AS1调控。结论VASH1-AS1可能通过has-let-7d-5p或hsa-mir-3194-3p间接调控SLC5A6、NQO2和THAP6,而VASH1-AS1、has-let-7d-5p和NQO2可能作为调控因子,通过调控网络参与调节“血管新生-骨形成耦联”机制,在SONFH发病过程中起关键作用。

东方蜜蜂微孢子虫孢子中长链非编码RNA的竞争性内源RNA调控网络及潜在功能

[背景]长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类长度>200 nt且不具有编码能力的转录本,能够在真核生物的转录水平和转录后水平通过顺式(cis)、反式(trans)或竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)机制调控基因的表达,已被证明在生物体的生长和发育等生物学过程中发挥重要的调控作用.[目的]结合测序得到的东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)纯化孢子的small RNA(sRNA)组学数据和前期获得的lncRNA组学数据对lncRNA的调控方式进行深入细致的分析和探讨,揭示lncRNA在东方蜜蜂微孢子虫孢子中的潜在功能.[方法]利用small RNA-seq(sRNA-seq)技术对东方蜜蜂微孢子虫纯化孢子进行测序,通过相关的生物信息学软件对测序数据进行质控.根据lncRNA与mRNA的位置关系预测lncRNA的上下游基因;使用Blast软件比对GO和KEGG数据库,对上下游基因进行功能和代谢通路注释;利用Target Finder软件预测lncRNA-miRNA及lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,进而通过Cytoscape v3.7.2软件对调控网络进行可视化;利用RT-PCR对调控网络中的部分lncRNA、miRNA和mRNA的表达进行验证.[结果]东方蜜蜂微孢子虫纯化孢子样品的sRNA-seq分别得到16597883、15451791和12248316条raw reads,经质控分别得到15608370、14249255和11440684条clean reads,各样品的Q30≥98.58%.共预测出lncRNA的上下游基因310个,它们可注释到代谢进程、细胞进程、催化活性、结合和细胞等相关的35个功能条目;此外还可注释到56条代谢通路,涉及嘌呤代谢、碳代谢和丙酮酸代谢等物质代谢通路,以及甲烷代谢、氧化磷酸化和糖酵解/糖异生等能量代谢通路.上述结果表明相应的lncRNA可能通过cis作用调节上下游基因的表达,从而参与调控东方蜜蜂微孢子虫孢子中的物质和能量代谢以及细胞生命活动.进一步构建lncRNA-miRNA调控网络,分析结果显示MSTRG.3636.1、MSTRG.4498.1和MSTRG.4883.1可靶向结合4个miRNA(nce-miR-7729、nce-miR-7502、nce-miR-8639和nce-miR-8565),说明此3个lncRNA可作为ceRNA在东方蜜蜂微孢子虫孢子中发挥潜在作用.LncRNA-miRNA-mRNA调控网络分析结果显示,三者之间形成较为复杂的调控网络关系,miRNA处于调控网络的中心并联系lncRNA和mRNA,nce-miR-7502和nce-miR-8639结合的mRNA最多,达到28个;与MSTRG.3636.1、MSTRG.4498.1和MSTRG.4883.1存在靶向关系的miRNA结合多个mRNA,表明上述3个lncRNA可能通过ceRNA机制发挥作用,从而影响东方蜜蜂微孢子虫孢子中的新陈代谢和生命活动.[结论]lncRNA可能通过cis作用调控上下游基因的表达,以及作为ceRNA通过吸附miRNA间接影响靶基因的表达,从而参与调节东方蜜蜂微孢子虫孢子中的物质和能量代谢等基本生命活动.

长链非编码RNA介导的竞争性内源RNA调控网络在瘢痕疙瘩中的研究进展

长链非编码RNA(lncRNA)在瘢痕疙瘩中异常表达,部分lncRNA可与miRNA相互作用,作为竞争性内源RNA(ceRNA)来调节下游信使RNA表达,这些RNA分子相互关联形成复杂的ceRNA调节网络,在瘢痕疙瘩的发生和发展中发挥重要作用。本文综述lncRNA及其介导的ceRNA调控网络与瘢痕疙瘩的关系,以进一步探索瘢痕疙瘩的发病机制。

基于生物信息学方法构建肝癌患者预后相关内源竞争RNA调控网络

目的:基于生物信息学方法探索肝细胞癌相关的差异表达基因(DEGs),并构建预后相关内源竞争RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)调控网络。方法:利用数据集GSE89377,筛选肝细胞癌不同发展时期的肿瘤组织与正常组织间的差异表达基因;通过GEPIA,HPA数据库探究DEGs的mRNA和蛋白在肝细胞癌中的表达,及对患者预后的影响;随后通过Cox回归分析,筛选可独立预测患者预后的关键基因;进一步通过GO和KEGG富集分析探索关键基因相关信号通路。最后,通过miRmap、miRWalk和Targetscan数据库预测关键基因的上游微小RNA (microRNA,miRNA),并筛选预后相关miRNAs;通过Starbase和Lncbase预测重要miRNAs的LncRNAs,并筛选预后相关LncRNAs。以此构建影响肝癌患者预后的差异基因-miRNA-LncRNAs的ceRAN调控网络。结果:韦恩分析及表达分析发现,4个DEGs在肝癌组织及正常组织间差异表达,即AKR1B10、LAGLS4、MUC13、IGFALS;其中,AKR1B10高表达可独立预测肝癌患者不良结局;共预测到5个AKR1B10的上游miRNA,其中miRNA-486-5p与AKR1B10的表达呈显著负相关,其低表达可降低肝癌患者的总生存率;共预测到4个miRNA-486-5p的lncRAN,生存分析显示RAB30-AS1的表达影响肝细胞癌患者的预后。通过上述分析,构建了影响肝癌患者预后的ceRAN调控网络,即AKR1B10-miRNA-486-5p-RAB30-AS1。结论:通过生物信息学分析,构建了肝癌患者预后相关ceRAN调控网络AKR1B10-miRNA-486-5p-RAB30-AS1,有望成为肝癌治疗的新策略。

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。

基于加权基因共表达网络分析筛选结肠癌关键长链非编码RNA及其竞争性内源RNA网络构建

目的通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)方法筛选与结肠癌可能相关的长链非编码RNA(lncRNA),并构建其竞争性内源RNA(ceRNA)网络,为进一步探索结肠癌的机制提供依据。方法在GEO数据库下载结肠癌GSE126092的数据信息,获得差异表达lncRNA。下载癌症基因组图谱(TCGA)数据库中结肠癌组织及结肠正常组织lncRNA的表达数据,通过WGCNA方法筛选出与结肠癌相关性最高的模块,与GEO差异表达lncRNA取交集筛选出结肠癌关键lncRNA,进一步构建这些lncRNA相关的ceRNA网络,对靶mRNA进行基因本位(GO)功能分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。结果共筛选出6个在结肠癌组织和正常组织中具有差异表达的lncRNA:锌指NFX1结构1反义RNA1(ZFAS1),β1,3-半乳糖基转移酶5反义RNA1(B3GALT5-AS1),细胞色素P450家族1亚家族B成员1反义RNA1(CYP1B1-AS1),二肽基肽酶样10反义RNA1(DPP10-AS1),VPS9包含域1反义RNA1(VPS9D1-AS1)和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子2B反义RNA1(CDKN2B-AS1),并构建了其相关ceRNA网络。GO功能分析结果显示,生物功能主要集中在DNA模板转录调控、RNA聚合酶Ⅱ基因启动子的转录调控和RNA聚合酶Ⅱ启动子转录负向调控等;细胞功能主要集中在细胞核、突触、神经细胞体、突触后密集区和微管相关复合体;分子功能主要集中在核酸结合、金属离子结合、DNA结合等。KEGG富集分析结果显示,基因主要富集在癌症蛋白聚糖、磷脂酰肌醇-3-羟激酶(PI3K)-蛋白激酶B(AKT)信号通路、Rap1信号通路和局部粘连等。结论本研究通过WGCNA分析方法筛选出可能与结肠癌相关的lncRNA,并构建了其相关的ceRNA调控网络,可供后续实验验证。

联合TCGA和GEO数据库构建由circRNA介导的非小细胞肺癌特异性竞争性内源性RNA网络

目的通过整合多组学公共数据,构建由circRNA介导的非小细胞肺癌(NSCLC)特异性ceRNA网络并识别与NSCLC患者预后相关的生物标志物。方法首先,按|log2(Foldchange)|>1和adj-P<0.05的标准,对circRNA、miRNA、mRNA数据进行差异分析,获得差异circRNA(DEcircRNA)、miRNA(DEmiRNA)和mRNA(DEmRNA),使用秩集聚法整合确定最优的DEcircRNA。然后,利用miRanda、RNAhybrid算法确定DEcircRNA-DEmiRNA的调控对,使用miRTarbase数据库确定DEmiRNA-DEmRNA调控关系,由此构建由DEcircRNA介导的NSCLC特异性ceRNA网络并提取核心子网络;最后,对子网络进行GO和KEGG富集分析以及生存分析,以阐明其生物学和临床意义。结果通过对circRNA、miRNA-seq、RNA-seq及临床信息进行分析,构建circRNA-miRNA-mRNA网络并提取了核心子网络(含8个DEcircRNA、10个miRNA和38个mRNA),即NSCLC特异性ceRNA子网。GO分析显示子网主要参与中性粒细胞激活参与免疫反应、核受体活性等过程;KEGG显示集中于MAPK信号通路和p53信号通路等通路。最后,生存分析得到子网络中显著影响NSCLC患者预后的14个基因(ANGPTL4、FOXM1、HMGA2、HOXA1、OPRM1、PMAIP1、LDHA、TWIST1、MTFR1、PLK1、MAP3K8、TGFBR2、BTK和CX3CR1)。结论构建了由circRNA介导的NSCLC特异性ceRNA网络具有明确的生物学意义和临床意义,为进一步开展NSCLC相关机制和预后标志物研究提供了基础数据。

小鼠高脂血症模型的竞争性内源RNA调控网络研究

目的基于高通量测序数据,探讨小鼠高脂血症模型中长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)的表达特征及竞争性内源RNA(competitive endogenous RNA,ceRNA)调控网络,筛选lncRNA介导的参与血脂异常发生发展的关键调控通路。方法应用正常饮食和高脂饮食分别诱导ApoE-/-小鼠12周,建立高脂血症模型;进行肝脏全转录组测序,筛选差异表达的lncRNAs、微小RNAs(microRNAs,miRNAs)和信使RNAs(messenger RNAs,mRNAs);对差异表达的mRNAs进行基因功能(Gene Ontology,GO)分析和信号通路(KEGG)注释;结合并分析lncRNA-mRNA共表达关系、miRNA-mRNA靶向关系、lncRNA-miRNA共表达和靶向关系,构建lncRNA介导的ceRNA网络并筛选关键ceRNA调控轴。结果高脂血症小鼠肝脏全转录组测序筛选出117个差异表达lncRNAs、53个差异表达miRNAs和1689个差异表达mRNAs;差异表达的mRNAs主要参与脂质代谢过程、脂肪酸代谢过程和类固醇代谢过程等生物学功能,涉及PPAR信号通路和不饱和脂肪酸合成等途径;构建的ceRNA调控网络包括16个lncRNAs节点、18个miRNAs节点和33个mRNAs节点,其中lnc-Dubr介导的ceRNA调控轴可能对血脂异常具有重要调控作用。结论成功绘制出高脂血症小鼠肝脏lncRNA介导的ceRNA调控网络,并筛选出具有潜在生物学作用的ceRNA调控轴,有望为高脂血症及其他心血管疾病的发生发展和治疗提供新的线索和思路。

基于生物信息学揭示ceRNA调控网络在结直肠癌中的作用

为探索结直肠癌(CRC)相关的竞争性内源RNA(ceRNA)网络调控机制,寻找治疗CRC的潜在靶点,本研究从基因表达综合(GEO)数据库中下载CRC相关环状RNA(circRNA)数据集,应用稳健排序整合(RRA)算法、加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选差异表达circRNA,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证了筛选的circRNA(hsa_circRNA_057090、hsa_circRNA_092566)呈环状,且在CRC组织、CRC细胞系中均高表达。在circBank及CircInteractome数据库中预测与circRNA相结合的微RNA(miRNA),在TargetScan、miRDB数据库中预测miRNA的靶基因,从癌症基因组图谱(TCGA)数据库中筛选CRC差异表达mRNA,两者取交集后得到差异表达靶基因,构建出ceRNA调控网络。应用DAVID软件、String数据库、Cytoscape软件及基因表达谱互动分析(GEPIA)数据库对靶基因进行基因本体(GO)富集分析、京都基因和基因百科全书(KEGG)富集分析、蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)构建及生存分析。从PPI网络中筛选出10个核心基因,最终构建出circRNA-miRNA-核心基因网络。GO富集分析和KEGG富集分析显示,核心基因主要参与化学突触传递、配体门控离子通道活性等过程,且在cAMP等多个信号通路中显著富集。生存分析显示,2个核心基因SNAP25、ATP2B2的表达水平与CRC患者预后显著相关。本研究鉴定的hsa_circRNA_057090、hsa_circRNA_092566及构建的ceRNA调控网络可能为CRC提供新的生物标志物或潜在的治疗靶点。

竞争性内源RNA：一种全新的基因表达调控模式

竞争性内源RNA(ceRNA)假说是一种全新的基因表达调控模式:mRNA、假基因转录物和长链非编码RNA等转录物通过microRNA应答元件竞争结合相同的microRNA来调控各自的表达水平,从而影响细胞的功能.迄今为止,多家实验室已从生物信息学、细胞生物学和动物实验等层面验证了该假说.本文追溯了ceRNA假说提出的历程,讨论了ceRNA调控网络的影响因素,并提出了一些有待进一步完善的内容.ceRNA假说大大拓展了人类基因组中功能遗传信息的范畴,也为解析一些人类疾病发生的机制提供了新线索.

酒精性股骨头坏死竞争性内源RNA网络及潜在生物标志物的综合分析

背景:酒精性股骨头坏死与饮酒具有高度的相关性,然而其具体发病机制尚不明确且存在一定的个体差异。目的:构建酒精性股骨头坏死的基因网络图谱,进一步探索酒精性股骨头坏死的潜在发病机制。方法:从广西中医药大学第一附属医院骨二科招募3例酒精性股骨头坏死患者和3名健康志愿者,通过对其外周血进行基因测序筛选具有差异表达的mRNA和lncRNA,通过预测lncRNA-miRNA和miRNA-mRNA的相互作用靶点,使用cytoscape软件构建竞争性内源RNA调控网络。结果与结论:①通过差异表达分析从酒精性股骨头坏死样本中鉴定出了差异lncRNA 127个、差异mRNA 921个,通过靶基因预测共预测出了205个miRNA及5184个mRNA靶点,最终构建了包含3个lncRNA(SNHG3、MUC19、LINC00476)、5个miRNA(hsa-miR-146b-5p、hsa-miR-139-5p、hsa-miR-126-3p、hsa-miR-193a-3p、hsa-miR-135a-5p)和11个mRNA(PEX5、ACTR3B、CHMP4B、CSMD1、MTRF1、ZNF3、HTR7、NR5A2、SYT14、CASK、ING5)的ceRNA网络,涉及干细胞分化、炎症反应、神经内分泌、基因多态性等多种生物学过程。②结果表明,通过构建竞争性内源网络筛选出了一系列酒精性股骨头坏死潜在的生物标志物,为进一步研究其分子机制及治疗靶点提供了新思路。

竞争性内源RNA网络与肾癌

最近的研究表明,RNAs是与microRNA(miRNA)反应元件(MREs)相互作用起到调节作用的,这种机制被称为竞争性内源RNA(ceRNA)假说。长链非编码RNAs(lncRNAs)被认为在癌症的发生发展中起到重要作用,有证据表明lncRNAs可以与miRNAs相互作用,并且是作为ceRNAs来调节miRNAs的表达的。肾癌中已经发现的几种lncRNAs,例如MALAT1、lncARSR、PTENP1,已被证明是与miRNAs相互作用的,这些MRE共享元件是在ceRNA网络(ceRNETs)中起到调节mRNA表达的。在肿瘤的发生发展过程中,起到重要作用的ceRNA调节网络包括mRNAs、miRNAs、lncRNAs和circular RNAs,并且ceRNETs的不断变化可能在肾癌的发病机理中起到一定的作用。

通过构建竞争性内源RNA网络识别潜在的椎间盘疾病相关circRNA

环状RNA(circRNA)可以通过竞争性结合微小RNA(miRNA),从而降低miRNA对其他靶标RNAs的抑制作用,进而间接调控其表达水平。这种竞争性关系代表了一种全新的基因调控机制,在癌症生理和发展中起重要作用。我们运用生物信息学的方法,对基因表达谱、circRNA探针谱重注释处理,并且结合MiRanda算法预测的miRNA靶点信息构建了竞争性内源RNA(ceRNA)网络,发现了五个与疾病相关的重要模块。其中通过hsa-miR-17-3p介导的CD74与hsa_circ_0001320,通过hsa-let-7a-2-3p介导的PAPSS2与hsa_circ_0000077两组ceRNA关系在椎间盘变性中起到重要的分子调控作用,从而成为潜在的临床标志物。进一步地,通过对靶基因的功能注释预测了这两个circRNA的生物学功能,其中明显与椎间盘炎症反应和骨发育相关,为临床基因检测预测疾病和药物靶点治疗提供依据并且也为椎间盘疾病的科学研究提供思路。

基于竞争性内源RNA网络探讨豆甾醇干预肺鳞癌的作用机制

目的:利用生物信息学和网络药理学方法,对肿瘤基因组图谱(TCGA)数据库进行分析,探究豆甾醇与肺鳞癌(LUSC)发生发展相关的调控网络及药物作用机制。方法:综合TCGA RNA-seq数据,利用R 4.0.2进行加权基因共表达网络分析(WGCNA)、差异表达分析、基因本体论(GO)分析和蛋白相互作用网络(PPI)分析筛选核心基因,构建竞争性内源RNA(ceRNA)网络,基于网络药理学进行分子对接,分析豆甾醇作用于LUSC的机制。结果:WGCNA联合差异表达分析共确定801个信度高的基因,它们与染色体分离、有丝分裂核分裂、染色体着丝粒区域等功能密切相关。基于PPI分析得出前10个关键基因(CDC20、BUB1、CCNB2、BUB1B、CDK1、CCNB1、KIF2C、NDC80、CDCA8、CENPF),且均与生存率密切相关,最终构建了CDCA8与上游miRNA hsalet-7b-5p及与之关联的14个lncRNAs的ceRNA网络。豆甾醇与CDCA8对接良好。结论:14个lncRNAs与hsa-let-7b-5p竞争性调控CDCA8,可能在肺鳞癌发生发展过程中发挥重要作用,可能是豆甾醇干预LUSC的潜在机制。

基于癌症基因组图谱数据库的结直肠癌竞争性内源RNA网络的构建与分析

目的探究基于癌症基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)数据库的结直肠癌竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)网络的构建,并分析其与结直肠癌预后相关性。方法从TCGA数据库中下载结直肠腺癌组织样本基因表达谱数据,根据生物信息学方法处理原始数据,利用TCGA数据库筛选发现差异表达的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)、微小RNA(microRNA,miRNA)、信使RNA(messenger RNA,mRNA),通过对差异表达的lncRNA和差异表达的miRNA的比对以及对差异miRNA靶基因的预测,建立三者联系,构建ceRNA网络。结果共鉴定出1 041个差异表达的lncRNA、278个差异表达的miRNA、4 258个差异表达的mRNA;构建了由123个lncRNA、46个miRNA和73个mRNA组成的ceRNA网络;发现有6个lncRNA、7个miRNA、9个mRNA与结直肠癌的预后相关。功能富集结果显示,mRNA主要参与调节蛋白酶活性、蛋白裂解、化学物质传递、细胞周期等功能。结论构建ceRNA网络为研究结直肠癌的发生、发展的调控机制提供了借鉴,与预后相关的lncRNA、miRNA、mRNA可能未来为结直肠癌提供分子诊断。

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。

竞争性内源RNA(ceRNAs)研究进展——RNA对话的新机制

microRNAs(miRNAs)是一类长度约为22 nt的非编码单链小RNA分子,通过其种子序列与靶基因的3'UTR互补并引导沉默复合体(RISC)降解或抑制靶基因的翻译,在转录后水平调控靶基因的表达。一个miRNA可调控多个靶基因,同一个靶基因也可以受多个miRNA调控。最新的研究发现mRNA之间可以通过miRNAs反应原件(MREs)达到相互调控的目的,这种新的调控机制被称作竞争性内源RNA(ceRNAs)假说,这种RNA之间新的对话机制的出现不仅在转录组学水平赋予了mRNAs、长链非编码RNA及假基因的转录产物新的生物学功能,扩大人类基因组中的功能性遗传信息,并且绘制了一个更庞大的miRNAs与mRNA相互调控的网络,为深入研究肿瘤等疾病的发病机制提供新的理论依据。本文从ceRNAs调控网络的成员、ceRNAs调控机制的作用基础、作用方式及ceRNAs与肿瘤等多方面对ceRNAs调控机制的研究进展进行综述。

基于TCGA数据库构建三阴性乳腺癌预后相关的ceRNA调控网络及分析

目的通过分析癌症基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)数据库构建三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer,TNBC)预后相关的竞争性内源性核糖核酸(competitive endogenous RNA,ceRNA)调控网络。方法从TCGA数据库中下载TNBC lncRNA表达RNAseq数据,对TNBC患者的mRNA,miRNA和lncRNA进行差异表达分析,并进一步行生存分析,得到与乳腺癌有明显差异表达同时也对生存有相关性的mRNA,miRNA和lncRNA。同时构建lncRNA-miRNA-mRNA相关ceRNA调控网,再对生存相关lncRNA所相关的mRNA进一步功能富集和注释,并构建蛋白质互作网络最终用关键基因通过人类蛋白质图谱(the human protein atlas,HPA)数据库进行验证。结果在TCGA中共找到TNBC差异表达mRNA 2331个、差异miRNA 100个和差异lncRNA 1269个。ceRNA调控网中的mRNA在细胞黏附、唾液分泌和血小板活化、用于IgA产生的肠道免疫网络、补体和凝血级联反应等信号通路中明显富集。生存分析中,1个差异mRNA(NMUR1),1个差异表达miRNA(hsa-miR-6832-3p),2个差异表达的lncRNA(AC104809,LINC01297)的表达量均与TNBC患者的预后相关,差异具有统计学意义(P<0.05)。最后利用HPA数据库对NMUR1蛋白水平和生存分析验证,NMUR1的高表达患者的总生存期显著高于NMUR1低表达组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论成功构建了促进TNBC发生发展的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,筛选得到生存相关的差异mRNA,miRNA和lncRNA为TNBC发病机制的研究和诊疗生物标志物的探索提供参考依据。

急性髓系白血病mRNA与非编码RNA差异表达谱及CeRNA调控网络分析

利用GEO数据库(gene expression omnibus database)通过生物信息学分析方法探讨急性髓系白血病(acute myelogenous leukemia,AML)的发病机制。检索GEO数据库中AML相关芯片数据集GSE142698、GSE142699和GSE96535。利用GEO2R分析得到差异mRNAs、miRNAs以及差异lncRNAs。利用在线生物信息学分析工具DAVID对差异mRNAs进行GO富集分析和KEGG通路分析。利用miRWalk数据库预测AML相关miRNAs的靶向mRNAs,利用Spongescan数据库预测AML相关miRNAs的靶向lncRNAs,构建lncRNA-miRNA-mRNA竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)调控网络。共筛选出29个显著差异mRNAs、70个显著差异miRNAs和20005个显著差异lncRNAs。GO富集分析和KEGG通路分析显示,差异表达基因主要涉及蛋白磷酸化、细胞分裂、细胞增殖的负调控、基因表达的正向调节、周期蛋白依赖的丝氨酸/苏氨酸激酶活性的调节等生物过程以及细胞周期、细胞衰老、癌症通路、PI3KAkt通路等信号通路。将miRWalk数据库预测的靶向mRNAs与差异mRNAs取交集,Spongescan数据库预测的靶向lncRNAs与差异lncRNAs取交集,分别确定了25个mRNAs、6个lncRNAs参与AML相关ceRNA调控网络的构建。结果表明,lncRNAs可能作为关键的ceRNA,通过调控miRNA和相关靶基因参与AML的发生与发展,研究结果为AML诊断和治疗的分子生物学研究提供了新的依据。

竞争性内源RNA调控在肝癌发生发展中的作用及中药干预相关研究现状

阐述竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)调控在肝癌发生发展中的作用机制,并探讨中药治疗肝癌与ceRNA调控作用的关系。ceRNA的调控以miRNA为核心,在miRNA反应元件(miRNA response element,MRE)的作用下,mRNA、假基因转录本、lncRNA、circRNA等竞争性地与miRNA结合,构成ceRNA调控网络。ceRNA的调控模式在肿瘤的发生发展、转移侵袭等过程中都发挥着重要的作用。目前有关ceRNA调控肝癌机制的研究还在探索阶段,其可提高靶向预测的准确性,有效筛选潜在治疗靶点和预后生物标志物。ceRNA调控机制也是中药治疗肝癌的重要调控方式,中药有效成分干预在肿瘤治疗方面有着非常广阔的前景,而基于ceRNA调控的中医药抗肿瘤机制研究也为肿瘤的诊断和治疗提供了新的研究方向。