加权ceRNA网络筛选乳腺癌生物标志物

竞争性内源RNA (competing endogenous RNA, ceRNA)作为生物标志物和潜在的治疗靶点,在探究肿瘤的发病机制中,表现出了巨大的研究价值和临床应用前景。本文对乳腺癌ceRNA网络进行了系统的分析,首先通过差异分析获得差异miRNA、mRNA和lncRNA,其次利用网络的边聚集系数(edge clustering coefficient,ECC)和皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient, PCC)计算ceRNA网络节点的权重,最后采用基于随机森林的逐步特征选择(stepwise feature selection based on random forest, SFS-RF)方法筛选出一组可作为乳腺癌生物标志物的RNA——LINC00466、CHL1-AS2和LINC00337,并利用GEO数据库验证了该组RNA对乳腺癌样本的识别情况。此外,通过GO和KEGG通路富集分析探索了该组RNA在乳腺癌中的生物学功能。结果显示:这些RNA作为生物标志物,在识别乳腺癌样本方面具有高精度和高效率等特性,在乳腺肿瘤细胞的增殖及遗传物质的合成等过程中具有重要生物学意义。     

基于ceRNA网络识别登革热诊断标志物

通过比较登革热患者和健康人群转录组数据,识别差异基因,构建失调ceRNA网络,筛选关键基因富集分析,解析潜在生物学功能,助力登革热诊断标志物的研究。从GEO数据库下载登革热外周血芯片数据,识别差异基因并进行富集分析。结合miRNA-mRNA互作数据,利用超几何算法和皮尔森相关性计算方法识别登革热失调ceRNA互作对,使用Cytoscape软件可视化ceRNA网络与模块挖掘,对网络模块进行功能富集及外部数据验证表达模式。筛选出251个差异基因,发现其富集在细胞周期等生物学通路中。经外部数据验证,网络模块基因的表达趋势与训练集数据大致相同,表明模块基因在登革热疾病中的潜在诊断效能。本研究可为确定有效的疾病诊断分子标志物提供思路。     

circRNA作为ceRNA调控冠心病的研究进展

冠心病是由冠状动脉结构或功能异常引起的心脏疾病,可导致心肌缺血和缺氧,是当今人类的主要死因之一。虽然有关冠心病发病机制的研究已取得较大进展,但尚未完全阐明。许多研究表明,环状RNA (circular RNA, circRNA)可作为竞争内源性RNA (competitive endogenous RNA, ceRNA)与靶微小RNA分子相互作用,参与转录后基因表达的调控,进而影响冠心病发生发展过程。该文就circRNA及其生物学功能和ceRNA假说进行概述,并着重综述了circRNA作为ceRNA调控冠心病发生发展的作用。     

LncRNA作为ceRNA调控肿瘤的发生发展

长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200 bp,不编码蛋白质的内源性RNA分子.近年来的研究表明,lncRNA可以作为一种竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)吸附miRNA,参与靶基因的表达调控,从而在肿瘤的发生发展中发挥重要的作用.本文从lncRNA作为ceRNA发挥生物学功能这一角度,概述了相关lncRNA在肿瘤发生发展中的作用及机制.揭秘lncRNA与miRNA在肿瘤发生中的相互作用,将为肿瘤的诊断和治疗提供新思路.     

子宫内膜癌中的lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA网络的整合分析

子宫内膜癌(uterine corpus endometrial carcinoma, UCEC)是危害女性健康的癌症之一,但其发生发展机制尚不完全清楚。基因的异常表达在细胞癌变过程中发挥着重要的作用。本研究利用生物信息学方法对UCEC中异常表达的基因进行网络调控分析,为UCEC的机制研究及预后治疗提供理论依据。首先,利用"limma"包筛选得到差异表达的RNA分子;接着,利用R软件中的"GDCRNATools"包构建lncRNA-miRNA-mRNAceRNA网络;最后,利用DAVID(TheDatabasefor Annotation,Visualization and Integrated Discovery)、R软件中的"survival"包、MCODE(Molecular COmplex Detection)插件、StarBase数据库等对ceRNA网络中的RNA分子进行综合分析。结果显示,在UCEC中,我们鉴定了1 319个mRNA、68个lncRNA及100个miRNA为差异表达的RNA分子。同时,利用这些UCEC中的差异表达RNA分子,成功构建了ceRNA网络,结果表明,HCG11、LINC00958、LINC00667、MAGI2-AS3和AC093010.3可能具有ceRNA的功能。通过进一步对该网络成员的分析,结果发现,该网络中的mRNA分子聚集于内皮细胞增殖、细胞骨架和锌离子结合负调控等生物学过程中。生存分析显示,hsa-miR-449a、LINC00958、PKIA和DPYSL2等19个差异表达的RNA分子与UCEC患者预后显著相关。最后,利用MCODE插件对ceRNA网络进行筛选,共获得一个子网络,其成员分别是LINC00667、hsa-miR-449a、hsa-miR-34a-5p和RECK。该研究结果提示,在UCEC的发生发展中存在lncRNA、miRNA和mRNA的差异表达,并且这些RNA分子之间存在ceRNA网络模式的调控,其中一些关键分子与患者的预后相关,这将为进一步研究与理解UCEC的发病机制及预后提供理论依据。     

非编码RNA作为ceRNA在人癌症中的功能及机制

非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA),即无编码蛋白质潜力的RNA,包括短非编码RNA,例如微RNA(microRNA, miRNA),长非编码RNA(long coding RNA, lncRNA)和环状RNA(circular RNA, circRNA)等,已被证明可以在RNA水平上调节细胞中多种生理及病理过程。miRNA是约18～22个核苷酸大小的内源性非编码RNA分子,可以通过MRE与靶基因的3′非翻译区(untranslated region,UTR)中的互补序列结合,抑制蛋白质编码基因的表达,并导致mRNA转录物的更新、转换或降解。2011年,Salmena等提出,非编码RNA与具有编码蛋白质能力的RNA(mRNA)之间存在一种被称为竞争性内源RNA(competing endogenous RNA, ceRNA)的相互作用机制假说,即含有miRNA反应元件(MRE)的ncRNA通过与miRNA结合,解除miRNA对靶基因的抑制作用。这一假说对基因表达调控的传统认知进行了补充,在RNA水平上将多种ncRNA的作用补充到经典的miRNA调控mRNA翻译的过程,将其延伸为ceRNA-miRNA-mRNA的网络调控模式。近年来研究发现,ceRNA机制广泛存在于胃癌、结肠癌和膀胱癌等各类癌症中,并且在肿瘤的基因调控及肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移、凋亡、细胞周期等生物过程中发挥作用。本文将介绍ceRNA及其网络的机制与分子基础,并且结合两类非编码RNA——lncRNA及circRNA作为ceRNA分别在人类不同癌症类型中的近期研究进展作一综述,讨论该机制在肿瘤中的角色及作用,以期拓宽对肿瘤发生发展机制的视野,为癌症治疗提供新思路。     

长非编码RNA作为ceRNA分子在乳腺癌中的调控机制

乳腺癌是全球女性最常见的异质性恶性肿瘤，分为多种亚型，不同亚型的临床治疗方式和效果不同。多项研究表明长非编码RNA(lncRNA)在乳腺癌的进展中起着关键作用，其中由lncRNA-miRNA-mRNA相互作用形成的ceRNA网络是RNA分子间的一种新调节机制。LncRNA通过该网络广泛参与乳腺癌的增殖、迁移、凋亡等多种生物学过程，可作为诊断和治疗的分子靶点。该文重点阐述了lncRNA介导的ceRNA调控机制，系统总结了lncRNA相关ceRNA网络在调控不同乳腺癌亚型的增殖、迁移和耐药性中的研究进展，旨在为乳腺癌的精准治疗和lncRNA研究提供新见解。     

基于TCGA和GEO数据库的胃癌lncRNA筛选与ceRNA网络构建

胃癌（gastric cancer,GC）是我国最常见的恶性肿瘤之一,严重危害人类健康。胃癌发病机制复杂,缺乏特异性预后生物标志物。长链非编码RNA（long non?coding RNA,lncRNA）可作为竞争性内源RNA（competing endogenous RNA,ceRNA）,影响microRNA（miRNA）与mRNA的结合,从而影响胃癌的发生、发展。基于TCGA和GEO数据库的转录组数据,筛选GC中差异表达的lncRNAs,并构建基于6条lncRNAs（HAGLROS、TMEM92?AS1、LINC01745、HOXC?AS3、SEMA3B?AS1、FEZF1?AS1）的lncRNA?miRNA?mRNA网络。网络核心基因的KEGG/GO富集和蛋白质互作分析结果显示,lncRNA可能通过miRNA海绵吸附作用,调控胃癌的发生、发展与转移。AC011352.1、AC087636.1、AC093627.1、GAS1RR与胃癌患者的预后相关性具有统计学意义（P<0.05）,并可能成为胃癌患者潜在的预后生物标志物。     

LncRNA AL133467.1作为miR-661的ceRNA抑制乳腺癌细胞增殖和侵袭

长非编码RNAs((long non-coding RNAs,lncRNAs)在多种肿瘤中异常表达并参与肿瘤的发生发展.然而,众多lncRNAs在肿瘤的表达及功能尚未完全阐明.本文通过分析TCGT数据库113例正常乳腺组织和1109例乳腺癌组织发现,LneRNA AL133467.1在乳腺癌组织中低表达,并与乳腺癌患者...     

联合TCGA和GEO数据库构建和分析胃癌中circRNA相关的ceRNA网络

环状RNA (circular RNA, circRNA)是一类呈闭环状结构的竞争性内源RNA (competing endogenous RNA, ceRNA),其通过竞争性地吸附微RNA (microRNA, mi RNA)来调节基因表达。circRNA失调与癌细胞的增殖、分化和侵袭等密切相关。本研究基于生物信息学分析和多数据库的联合应用,以ceRNA为切入点探析胃癌中circRNA潜在的致病机制,以期为胃癌提供潜在的临床诊疗靶点,并为胃癌的科学研究提供新思路。首先,通过挖掘胃癌差异表达的circRNA、mi RNA和m RNA构建circRNA-miRNA-mRNA ceRNA网络;随后,利用网络拓扑属性分析确定核心的节点,并根据这些核心的节点从原始的ceRNA网络中提取子网;最后,对子网进行功能学分析和生存分析,分析网络行使的生物学功能并挖掘预后相关的基因。结果显示:共挖掘了6个核心节点(hsa_circ_0008468、hsa_circ_0005822、hsa_circ_0025842、hsa-miR-940、hsa-miR-944及hsa-miR-515-5p);从原始的ceRNA网络中提取了包含8对circRNA-miRNA和539个mi RNA-m RNA关系对的子网络。功能富集结果表明子网涉及癌症相关的多个生物学过程,包括代谢途径、cAMP信号通路、pathways in cancer信号通路等,生存分析发现子网中ACO2、E2F8、GHR、ITIH5等14基因与预后显著相关,这表明3个核心circRNA介导的ceRNA网络与胃癌的发生发展及预后密切相关。     

热休克蛋白gp96 3′UTR作为ceRNA通过 miR-642a调控DOHH的表达

热休克蛋白gp96在肝脏等多种肿瘤中过量表达,与肿瘤的恶性程度和患者不良预后呈显著相关性,其在肿瘤发生发展中作用机制有待深入探讨.通过生物信息学技术预测、荧光素酶报告基因检测、免疫印迹分析、实时定量PCR、RNA干扰,研究gp96 3′UTR作为ceRNA(competing endogenous RNA)对miR-642a和脱氧羟腐氨酸羟化酶(deoxyhypusine hydroxylase,DOHH)表达的影响.研究结果显示,miR-642a特异性靶向的野生型gp96 3′UTR,而不是miR-642a结合位点突变的gp96 3′UTR,可吸附下调miR-642a并同时上调miR-642a靶基因DOHH的表达,进一步研究发现gp96 3′UTR对DOHH的调控依赖于miR-642a.实验还发现DOHH并不影响gp96的表达.Gp96通过ceRNA上调DOHH的表达,为研究gp96促进肝癌等肿瘤的发生发展提供了新思路.     

TP53INP1 3′-UTR functions as a ceRNA in repressing the metastasis of glioma cells by regulating miRNA activity

Objectives

To explore the effects of the competitive endogenous RNA (ceRNA) network between TP53INP1 and E-cadherin on the invasion and migration of glioma.

Results

TP53INP1 and E-cadherin mRNA and protein were significantly overexpressed in normal brain tissues compared with glioma tissue specimens and correlated with the grades of glioma negatively. The expression of TP53INP1 and E-cadherin were correlated positively. Patients with higher TP53INP1 or E-cadherin expression had longer overall survival. Moreover, TP53INP1 3′-UTR inhibited glioma cell proliferation, invasion and proliferation; Furthermore, the 3′-UTRs of TP53INP1 and E-cadherin harboured seven identical miRNAs binding sites, and TP53INP1 3′-UTR could increase the expression of E-cadherin and decrease the expression of vimentin thus repressing the epithelial-mesenchymal transition (EMT). However, the coding sequence of TP53INP1 could not increase the expression of E-cadherin and the inhibitory effect on EMT of TP53INP1 3′-UTR was reversed by the siRNA against Dicer.

Conclusions

TP53INP1 3′-UTR could inhibit the EMT, thus hindering the migration and invasion of glioma via acting as a ceRNA for E-cadherin.

     

Chr9∶52042693|52047844-miR-351-5p-Pten通过ceRNA机制参与阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的发生和发展

间歇性缺氧(intermittent hypoxia, IH)是阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea, OSA)的重要病理生理特征，但其分子机制尚不明确。本研究旨在探讨内源性竞争RNA(competing endogenous RNA, ceRNA)调控网络在OSA大鼠IH发生发展过程中的作用机制。通过缺氧和复氧循环构建OSA间歇性缺氧大鼠模型，对大鼠支气管组织进行circRNA和mRNA检测，分析筛选出230个上调和181个下调的circRNA,1 238个上调和608个下调的mRNA。对差异circRNA和mRNA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)富集分析，结果提示其主要与代谢途径、PI3K-Akt信号途径相关。通过实时荧光定量法(quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)对关键circRNA(差异最大的前六个circRNA)进一步验证，...