高通量测序技术分析急性髓系白血病血浆外泌体微RNA表达谱差异

急性髓系白血病（acute myeloid leukemia,AML）是一类造血干细胞的恶性克隆性疾病,目前的诊断方法不利于疾病的早期发现,且诊断结果重复性较差。已有大量研究显示,细胞外microRNA（miRNA或miR）富集在外泌体（exosome）中,且受其表面膜的保护而具有很好的稳定性,是理想的分子标志物。目前,多种实体肿瘤均已检测到肿瘤特异性外泌体miRNA(exosomal miRNA)。然而,在AML患者中未见此外泌体miRNA报道。本研究探讨急性髓系白血病血浆外泌体miRNA表达谱差异及新miRNA序列。采用solexa高通量测序技术对7例AML患者（AML组）及7例健康对照者（对照组）血浆外泌体miRNAs进行测序,利用Mireap预测软件进行新miRNAs分析,通过edger差异分析软件筛选组间差异miRNA,获得211个已知的差异表达miRNAs以及2个新miRNAs,选择4个差异表达的miRNAs：miR-155-5p、miR-335-5p、miR-451a及xxx-m0038 5p（新miRNA）,在两组（各23例）的血浆外泌体样本中,进行实时荧光定量PCR（qRT-PCR）验证,验证结果与测序结果一致。对差异表达的外泌体miRNA进行靶基因预测及其GO（Gene Ontology）和信号通路富集分析,发现靶基因聚集的生物学功能多数参与生物进展过程的调控。靶基因主要富集在FoxO、MAPK、Hippo信号通路以及HTLV-I感染等。结果显示,AML患者与健康对照者的血浆外泌体miRNA存在着差异性表达。差异性表达的miRNA特异性很高,对进一步阐明AML白血病发生与发展的分子机制、研发新的无创诊断方法、新的诊断标记物和有效治疗AML的方法具有十分重要和深远的意义。     

HIV-1感染者中全血miRNA表达谱的变化

初步了解HIV-1感染者全血中miRNA表达谱的变化。使用Taqman低密度miRNA表达谱芯片,分别检测10例HIV-1感染者和10例未感染者全血样本中754条miRNA的表达情况。通过BRB分析软件对样本中miR-NAs的表达情况进行比较,筛选出差异表达的miRNA。使用DIANA在线工具预测差异表达miRNAs的靶基因和细胞功能。筛选结果显示有56条miRNAs显著差异表达(P<0.001),其中有49条miRNAs在感染者中下调,7条miRNAs的表达上调。差异表达miRNAs的靶基因涉及的生物学功能相对集中,主要富集在MAPK、TGF-be-ta、Wnt等信号通路。提示:HIV-1感染引起全血中部分miRNAs表达情况的改变。56条显著差异表达的miRNA可能有着重要的作用,对这些miRNA的进一步研究有望发现新的与致病机制相关的关键分子和HIV-1感染诊断潜在的标志物。     

MicroRNA靶基因的高通量鉴定方法

MicroRNAs（miRNAs）是一类内源性非编码小RNA,可在转录后水平调节基因的表达, 在细胞生长、发育、疾病发生等过程中发挥着重要作用. 明确miRNAs所调控的靶基因对阐明miRNAs的功能及在各种生命过程和疾病发生机制的角色非常关键.目前,鉴定miRNAs的靶基因的方法主要计算机预测方法和生物学实验方法.前者对miRNA靶基因的寻找作出巨大贡献,但常存在很多假阳性,必须通过生物学实验方法加以验证.后者涉及单靶基因鉴定技术和高通量多靶基因鉴定技术,高通量技术又包括基因芯片分析技术、蛋白质组学分析技术、RNA连接酶介导的cDNA末端扩增技术和生物化学法等.本文主要对这些高通量技术的应用、优劣进行归纳,并对其改进方向予以讨论.     

微核糖核酸在相关疾病发生发展中的调节作用

微核糖核酸（miRNA）是一类长度为18～25个核苷酸的内源性非编码小RNA,在转录后基因调控中发挥功能。miRNA通过降解mRNA或抑制蛋白翻译的方式调节特异基因表达。miRNA在多种生物进程包括发育、代谢、增殖、分化和凋亡中起到关键作用。miRNA的表达变化与相应的多种人类疾病及其发生发展密切相关。阐明miRNA对疾病基因的调节作用及其分子机制,将为人类某些疾病的基因治疗提供新的思路。     

植物多酚通过microRNA调控脂质代谢研究进展

microRNA（简称miRNA）是长度18~25个核苷酸的非编码RNA分子,具有调控mRNA的翻译和/或稳定性的功能,从而在转录后水平调节不同基因的表达。人体内约60%编码蛋白的基因的表达受到miRNA调节,其中包括脂质代谢调控相关基因。植物多酚具有良好的生物活性,可以通过调节脂质代谢相关miRNAs,如miR-122和miR-33的表达进而发挥降血脂等活性。该文综述了miRNA调控脂质代谢相关mRNA的作用机制以及植物多酚在这一过程中的可能作用。     

病毒编码的miRNAs研究进展

miRNA是一类在多种基因调控过程中起重要作用的小RNA分子。最近已经发现了许多病毒编码miRNAs,这表明病毒也利用这一重要的基因调控模式。尽管大多数病毒编码miRNAs的功能还不知道,但是目前已经发现一些病毒miRNAs参与了CTL逃避、潜伏感染介导和凋亡抑制等过程。揭示病毒miRNA（viral miRNA,vmiRNA）在致病过程中的作用不仅有助于开发有效的抗病毒疗法,而且能为开发抗病毒药物提供新的分子靶标。因此,本文就将vmiRNAs的最新研究进展做以综述。     

应用高通量测序技术检测与奶牛乳产量和乳质量调控相关的miRNA

本实验将中国荷斯坦牛泌乳期高乳品质奶牛（H）和泌乳期低乳品质奶牛（L）乳腺组织作为实验对象,利用高通量测序技术进行了miRNA测序,与miRNA数据库比对,获得已知miRNA,整合miREvo和mirDeep2这两个miRNA预测软件,进行新miRNA分析,通过差异表达分析筛选组间差异miRNAs,获得56个差异表达miRNA(P <0.05,FDRq <0.05)并对差异表达miRNA进行靶基因预测;利用DAVID对靶基因进行GO(Gene Ontology)和信号通路富集分析。经过对靶基因筛选,发现了4个已报道与乳蛋白、乳脂紧密相关的功能基因：CSN3、SCD、LALBA和DGAT2。靶基因聚集的生物学功能多数参与了蛋白质和脂肪代谢,乳腺发育和分化,以及免疫功能。靶基因主要富集在MAPK 信号通路、甘油磷酸脂质代谢、缺氧诱导因子1和磷脂酰肌醇3激酶 蛋白激酶B信号转导通路。结果显示,靶基因主要富集在糖类代谢、脂肪代谢、蛋白质代谢、细胞凋亡以及免疫相关通路。     

microRNAs与心血管疾病

microRNAs(miRNAs)是一类长21~25 nt的非编码内源性蛋白质的RNAs,它们在转录后水平调控基因的表达,包括细胞增殖、分化和凋亡等一系列生理进程,影响生物体的生长发育,并与多种疾病相关。随着研究人员对microRNAs参与疾病的发病机制的研究,可能为人类某些疾病的治疗开辟一条新的途径。该文总结miRNAs在调控心血管疾病发生作用方面的研究成果,并对miRNA与心肌肥厚、心肌纤维化、心肌梗死、高血压、心率失常等的关系进行综述和展望。     

玉米microRNAs及其靶基因的生物信息学预测

microRNAs (miRNAs) 是一类非编码的小分子RNA, 通过碱基互补调控靶基因的表达。鉴定和发现新的miRNAs及其靶基因, 对揭示miRNAs在基因表达调控中的作用至关重要。玉米全基因组测序工作开展较晚, 已经鉴定登记的miRNAs很少, 对靶基因的调控作用尚待解明。文章根据miRNA进化上的保守性, 以已知的植物miRNAs为探针, 与相关数据库中玉米表达序列标签(EST)和基因组序列(GSS)中的非编码序列比对, 共发现11个新的miRNA前体。虽然在序列长度和二级结构方面各有变化, 但这11个前体均可折叠形成miRNA家族的标准二级结构。通过靶基因预测, 找到其中7条miRNAs的26个靶基因, 分别编码与新陈代谢、信号转导、转录调节、跨膜运输、生物和非生物胁迫及叶绿体组装等相关的蛋白。这些miRNAs及其靶基因的鉴定, 补充了miRNA数据库的不足。     

miRNAs对血管平滑肌细胞功能的调节与心血管疾病

miRNA(miRNAs)是一类长约18～24个核苷酸的高度保守性的小分子非编码RNA,主要通过与特异性靶基因mRNA 3’-UTR区结合来调控基因的表达。miRNAs与细胞增殖、分化、凋亡、胚胎发育、组织器官等形成以及多种疾病的发生发展密切相关。新近研究显示,miRNAs对血管心血管平滑肌细胞功能及心血管疾病的发生发展起着重要的调节作用。本文就miRNAs对血管平滑肌细胞功能的调节及心血管疾病的病理生理学意义作一概述。     

Current tools for the identification of miRNA genes and their targets

The discovery of microRNAs (miRNAs), almost 10 years ago, changed dramatically our perspective on eukaryotic gene expression regulation. However, the broad and important functions of these regulators are only now becoming apparent. The expansion of our catalogue of miRNA genes and the identification of the genes they regulate owe much to the development of sophisticated computational tools that have helped either to focus or interpret experimental assays. In this article, we review the methods for miRNA gene finding and target identification that have been proposed in the last few years. We identify some problems that current approaches have not yet been able to overcome and we offer some perspectives on the next generation of computational methods.     

Computational approaches for microRNA studies: a review

MicroRNAs (miRNAs) are one class of tiny, endogenous RNAs that can regulate messenger RNA (mRNA) expression by targeting homologous sequences in mRNAs. Their aberrant expressions have been observed in many cancers and several miRNAs have been convincingly shown to play important roles in carcinogenesis. Since the discovery of this small regulator, computational methods have been indispensable tools in miRNA gene finding and functional studies. In this review we first briefly outline the biological findings of miRNA genes, such as genomic feature, biogenesis, gene structure, and functional mechanism. We then discuss in detail the three main aspects of miRNA computational studies: miRNA gene finding, miRNA target prediction, and regulation of miRNA genes. Finally, we provide perspectives on some emerging issues, including combinatorial regulation by miRNAs and functional binding sites beyond the 3′-untranslated region (3′UTR) of target mRNAs. Available online resources for miRNA computational studies are also provided.     

microRNA与结核病诊断的研究进展

microRNA(miRNA)是一类存在于真核细胞中的非编码小RNA,可以调控基因转录后表达。人体中30%以上的基因都受miRNA的调控,同时miRNA还可作为不同生理和病理状态的分子标记。尽管已经在各种生物中预测并证实了数百种miRNA,但miRNA及其靶基因的明确作用机制和功能尚不完全明了。许多研究表明,miRNA与肺部疾病感染的发生、发展及转化有着密切的关联。miRNA在肺部疾病的正负调节功能为细菌性肺部疾病的诊断和治疗提供了新方向。我们简述了miRNA在潜伏性肺结核病和活动性肺结核病诊断领域的研究进展。     

动物 microRNA 靶基因的筛选与鉴定研究进展

miRNA（microRNA）是一类在生物体内广泛存在的长度约22nt的小分子非编码RNA,其在转录后水平调控靶基因的表达,在生物体生长发育过程中起重要的调控作用。近年来,miRNA的功能研究越来越受到人们的重视,而miRNA功能研究的关键在于其调控靶基因的确定。miRNA主要作用于靶基因mRNA的3’UTR区的结合位点．但由于miRNA和靶基因的作用位点并不完全匹配,没有明显的规律可寻,导致应用传统方法鉴定靶基因十分困难。近年来,人们开发了各种特异的、灵敏度高的高通量miRNA靶基因筛选与鉴定方法,极大地促进了miRNA的功能研究。     

Chemical transfection of dye-conjugated microRNA precursors for microRNA functional analysis of M2 macrophages

MicroRNAs (miRNAs) are short noncoding ribonucleic acids known to affect gene expression at the translational level and there is mounting evidence that miRNAs play a role in the function of tumor-associated macrophages (TAMs). To aid the functional analyses of miRNAs in an in-vitro model of TAMs known as M2 macrophages, a transfection method to introduce artificial miRNA constructs or miRNA molecules into primary human monocytes is needed. Unlike differentiated macrophages or dendritic cells, undifferentiated primary human monocytes have been known to show resistance to lentiviral transduction. To circumvent this challenge, other techniques such as electroporation and chemical transfection have been used in other applications to deliver small gene constructs into human monocytes. To date, no studies have compared these two methods objectively to evaluate their suitability in the miRNA functional analysis of M2 macrophages. Of the methods tested, the electroporation of miRNA-construct containing plasmids and the chemical transfection of miRNA precursor molecules are the most efficient approaches. The use of a silencer siRNA labeling kit (Ambion) to conjugate Cy 3 fluorescence dyes to the precursor molecules allowed the isolation of successfully transfected cells with fluorescence-activated cell sorting. The chemical transfection of these dye-conjugated miRNA precursors yield an efficiency of 37.5 ± 0.6% and a cell viability of 74 ± 1%. RNA purified from the isolated cells demonstrated good quality, and was fit for subsequent mRNA expression qPCR analysis. While electroporation of plasmids containing miRNA constructs yield transfection efficiencies comparable to chemical transfection of miRNA precursors, these electroporated primary monocytes seemed to have lost their potential for differentiation. Among the most common methods of transfection, the chemical transfection of dye-conjugated miRNA precursors was determined to be the best-suited approach for the functional analysis of M2 macrophages.