环状RNA与缺血性脑卒中关系的研究进展

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类不同于线性RNA的内源非编码RNA(non-coding RNAs,ncRNA),具有性质稳定、进化保守和可重复性等特点。目前,缺乏快速诊断和预测预后的生物标志物以及有效的治疗方法是急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke,AIS)面临的主要挑战。现回顾circRNA与AIS之间存在的关系及可能的调控方式及分子机制,旨为AIS早期诊断和判断预后提供新的生物标志物。

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。

非编码RNA及竞争性内源RNA调控网络在肺纤维化中的研究进展

非编码RNA(Non-protein-coding RNA,ncRNA)及竞争性内源RNA(Competing endogenous RNA,ceRNA)调控网络是近年来国内外的研究热点,它们可参与多种疾病相关基因的转录及转录后调控。肺纤维化是一种预后极差的慢性肺间质疾病,本文就ncRNA及ceRNA调控网络在肺纤维化中的研究进展进行综述,为肺纤维化的诊治提供新的研究思路。

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.

肾嫌色细胞癌ceRNA调控网络的构建与分析

目的构建肾嫌色细胞癌(CRCC)的内源竞争性RNA(ceRNA)调控网络,筛选出与CRCC预后相关的信使RNA(mRNA)、长非编码RNA(lncRNA)和微小RNA(miRNA),为CRCC的诊断和预后提供理论依据。方法提取TCGA数据库中CRCC样本(65例)和正常肾样本(24例)的转录组数据,以错误发现率(FDR)<0.05,差异倍数的对数绝对值(log2|FC|)>2为条件筛选差异表达(DE)的lncRNA、miRNA和mRNA,据此构建ceRNA调控网络。应用Kaplan-Meier法探讨与CRCC患者预后相关的因子,据此进一步构建蛋白-蛋白互作(PPI)网络,并进行GO与KEGG富集分析。结果共筛选出3679个DElncRNA,297个DEmiRNA和5914个DEmRNA。mRNA下调的ceRNA网络包含DEmiRNA 95个、DEmRNA 268个、DElncRNA 737个;mRNA上调的ceRNA网络包含DEmiRNA 85个、DEmRNA 234个、DElncRNA 924个。Kaplan-Meier分析筛选出3个DEmRNA(DEPDC1、SLC7A11和E2F7)和1个DEmiRNA(miR-26b-5p)与CRCC预后存在关联(P<0.05)。以DEPDC1、SLC7A11和E2F7构建的PPI网络中共含有8个mRNA(TOP2A、DEPDC1、SLC3A2、E2F8、SLC7A11、E2F1、TP53和E2F7)参与蛋白互作,GO和KEGG富集分析显示,这些互作蛋白功能主要富集于DNA损伤反应、p53介导的细胞组织与启动子特异结合、铁死亡,以及肿癌疾病相关信号通路。结论该研究通过构建CRCC的ceRNA调控网络筛选出与其预后相关的关键RNAs,为CRCC的诊断和治疗提供了理论依据。

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。

ceRNA调控网络在眼部疾病中的作用和机制研究进展

近年来,非编码RNA在多种疾病发展进程中的作用日益显现。非编码RNA间可通过竞争性内源RNA(ceRNA)机制相互作用,参与重要的生物学过程。阐明非编码RNA参与的ceRNA调控网络在常见眼部疾病中的作用对于发现新的药物治疗靶点具有重要意义。本文概述ceRNA调控网络作为一类新的调控手段在糖尿病性视网膜病变、年龄相关性黄斑变性、青光眼和白内障等常见眼部疾病发生发展中的作用,以期为眼部疾病的临床诊疗提供理论依据。

外泌体携带的非编码RNA作为竞争性内源性RNA参与创面修复的研究进展

近年来,外泌体携带的非编码RNA(ncRNA)已被证明在创面修复的多个阶段中起重要的调控作用。外泌体可以将ncRNA运输到不同的靶细胞或组织中,并调节靶基因以及下游分子的表达。而竞争性内源性RNA(ceRNA)假说的提出则提示RNA可通过竞争共同的应答元件搭建更为精细和复杂的基因调控网。因此,该综述聚焦外泌体携带的长链ncRNA和环状RNA,并讨论它们分别作为ceRNA在创面修复的炎症、细胞增殖与组织重塑等阶段中所起的调控作用,同时归纳了外泌体携带的ncRNA作为无细胞疗法的可行性,以期为创面的临床治疗提供理论基础。

竞争性内源RNA及其调控网络在皮肤病理性瘢痕中的作用研究进展

皮肤病理性瘢痕是一组以成纤维细胞异常增殖、细胞外基质过度沉积为组织学特点的皮肤纤维增生性疾病,发生发展机制不清是制约其诊疗的重要原因。近年来研究证实,微小RNA在病理性瘢痕的调控机制中发挥着重要作用。竞争性内源RNA(ceRNA)由于拥有微小RNA应答元件,可通过海绵吸附作用竞争性结合微小RNA,实现RNA间的相互调节,从而调控靶基因的表达,参与疾病的发展过程。本文从ceRNA假说入手,对ceRNA在皮肤病理性瘢痕发生发展机制中的生物学功能及临床意义进行系统综述,探讨ceRNA及RNA-微小RNA-RNA调节网络在皮肤病理性瘢痕中的作用。ceRNA治疗可能成为未来RNA治疗皮肤瘢痕性疾病的新模式。

结节性硬化症相关肾血管平滑肌脂肪瘤的circRNA表达谱及ceRNA调控网络的构建

目的分析结节性硬化症相关肾血管平滑肌脂肪瘤(TSC-RAML)的环状RNA(circRNA)表达谱,构建竞争性内源性RNA(ceRNA)调控网络。方法根据2012年国际结节性硬化症共识小组确定的TSC诊断标准,收集2017年1月至2019年1月北京协和医院收治的TSC-AML患者的肿瘤组织及配对的正常肾组织各3例,分别利用circRNA、miRNA芯片技术和二代测序检测3对配对样本的circRNA、miRNA和mRNA并确定差异分子。分别对差异性circRNA分子的来源基因和mRNA分子做基因本体学(GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。基于差异性circRNA、miRNA和mRNA,分别建立上调和下调的ceRNA调控网络。结果共筛选出330个上调和336个下调的差异性circRNA,8个上调和7个下调的miRNA,800个上调和1130个下调的mRNA。通过GO和KEGG富集分析,发现包括脂代谢、黏着斑和矿物质吸收等多条通路存在异常。最终确立以hsa_circ_0092022、hsa_circ_0076859、hsa_circ_0033388引导的上调和由hsa_circ_0000374、hsa_circ_0000141、hsa_circ_0072665、hsa_circ_0009503、hsa_circ_0000009引导的下调ceRNA网络。结论TSC-RAML与配对的正常肾组织之间存在多个差异性表达的circRNA分子。ceRNA调控网络可能参与TSC-RAML的发生和发展。

竞争内源性RNA在肿瘤中的研究进展

竞争内源性RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)理论是解释基因表达调控和生物功能的关键线索之一。这种机制联合了不同的RNA分子,为RNA之间相互作用和RNA调控网络提供了新的见解。最近的研究证实了ceRNA调控在肿瘤发生发展中的作用,其中大多以lncRNA-miRNA-mRNA和circRNA-miRNA-mRNA调控网络为主。研究表明,多种ceRNA调控网络参与肿瘤细胞增殖、侵袭和迁移、药物抗性、血管生成以及肿瘤免疫等,影响肿瘤发展进程。该文搜集了最新的ceRNA调控肿瘤发生发展过程的研究进展,讨论在此过程中发挥关键作用的ceRNA调控网络。

ceRNA调控机制与TLR4/NF-κB通路在RA炎症中的研究进展

miRNA与长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)都属于非编码RNA,其表达水平与众多疾病的发生与发展相关。竞争内源性RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)调控机制是lncRNA竞争性地结合miRNA并调控相关基因表达的过程。众多研究提示,ceRNA调控机制参与了类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)的发生与发展过程。同时,TLR4/NF-κB信号通路在RA中异常表达,可调控RA炎症反应,是RA炎症级联反应的核心之一。该文总结并探讨miRNA、lncRNA与RA的关系并围绕ceRNA调控机制在RA疾病中的作用。基于TLR4/NF-κB信号通路,探讨ceRNA调控机制在RA炎症中的研究进展,可为RA临床寻找新的治疗靶点提供参考。

竞争性内源性RNA在创面愈合中作用的研究进展

创面愈合作为重要的公共卫生问题之一,一直是世界性难题。由于独特的生物创面环境,创面愈合是一个非常复杂的过程,目前治疗周期长、疗效欠佳,患者经济负担重。越来越多的研究表明,非编码RNA(ncRNA)在创面愈合过程中扮演着重要角色。竞争性内源性RNA(ceRNA)假说是近些年新提出的一种RNA相互调控假说,该假说提出了不同RNA之间的一种“交流方式”。ceRNA调控网络(ceRNET)将蛋白质编码mRNA的功能与ncRNA(如微小RNA、长链非编码RNA、假基因和环状RNA)的功能联系起来。最新的研究表明,ceRNA在创面愈合过程中发挥重要作用,这可能为创面愈合提供新的有效治疗靶标。本文从ceRNET着手,系统综述各种ceRNA在创面愈合中的作用研究进展及未来研究的挑战,旨在深入探究ceRNA在创面愈合过程中的分子机制及临床意义。