基于数据挖掘分析microRNAs在冠状动脉支架内再狭窄中的调控机制

目的:通过寻找支架内再狭窄相关的循环microRNAs(miRNAs)及其作用靶基因,阐释miRNAs在经皮冠状动脉介入治疗的同时带来的支架内再狭窄(ISR)中的网络调控作用及机制。方法:由美国NCBI的GEO公共数据平台下载GSE60959中的miRNAs芯片数据,通过GeneSpringGX芯片分析软件分析得到ISR患者和对照组之间差异表达的循环miRNAs;采用miRNAs靶基因预测算法TargetScan和miRanda预测差异表达miRNAs的靶基因,通过DAVID平台和KEGG数据库分析得到靶基因所参与的信号通路;用GSE46560的mRNA芯片数据分析得到ISR患者较非ISR患者循环mRNAs差异表达谱,用来验证miRNAs调控ISR所作用的靶基因;采用Cytoscape软件构建基于miRNAs-信号通路、miRNAs-靶基因的共表达网络。结果:与对照组相比,ISR组存在131个差异表达循环miRNAs,其中上调41个。前5个上调miRNAs分别是miR-1183、miR-512-5p、miR-187-5p、miR-144-3p和miR-1225-5p。5个miRNAs的预测靶基因共6587个,信号通路富集分析显示这些基因主要参与的信号通路包括MAPK signaling pathway、ErbB signaling pathway、Wnt signaling pathway、Focal adhesion、Neurotrophin signaling pathway和Regulation of actin cytoskeleton。进一步对mRNAs芯片进行差异分析显示,与对照组相比,ISR患者差异循环mRNAs共171个,其中最可能受上述5个miRNAs调控的基因共43个。构建的共表达网络显示,miR-512-5p是作用靶基因和参与信号通路最多的miRNAs。结论:ISR患者循环miRNAs和mRNAs表达谱均存在改变,多个差异表达miRNAs通过作用于多个靶mRNAs,进而影响多个信号通路的活性,最终对ISR的发生、发展形成网络调控作用。     

miR-124和miR-520b下调Eps8表达并抑制HeLa细胞增殖

Eps8是一个多功能的信号分子,参与肌动蛋白重排、受体内吞和肿瘤的发生发展. 为了寻找靶向Eps8的microRNAs (miRNAs)并研究其在宫颈癌中的调控作用,本文采用软件预测获得4个可能调控Eps8表达的miRNAs. 利用双荧光素酶报告系统和Western印迹研究发现,miR-124 和miR-520b结合到人EPS8 mRNA的3′非翻译区(untranslated region, UTR)并有效抑制Eps8蛋白的表达. 进一步细胞存活检测、MTT法和克隆形成实验分析显示,miR-124和miR-520b过表达显著抑制HeLa细胞的生长和增殖.而且,miRNA调节的Eps8下调能提高HeLa细胞对化疗药物顺铂的敏感性. 同时证明,miR-124和miR-520b激活肿瘤抑制基因p53与下游基因p21报告基因转录活性,也相应地上调了p53与p21的蛋白表达. 这些结果提示,miR-124和miR-520b下调癌基因EPS8表达,从而抑制HeLa细胞增殖,负调控宫颈癌细胞生长.     

肝癌细胞HepG2中p53调控miRNA-3661的生物信息分析与功能验证

对已在前期实验中通过Dox诱导肝癌细胞HepG2 DNA损伤发现的受p53调控的hsa-miR-3661进行生物信息学分析,并通过分子生物学实验对其功能进行了验证,为miR-3661在肝肿瘤中的调控机制的研究提供理论基础。获取miR-3661结构与序列信息;预测靶基因,使用DAVID进行miRNA靶基因功能富集分析;分析miR-3661的p53结合位点,通过基因间的相互作用构建调控网络;进行细胞增殖实验验证miR-3661抑制肿瘤功能。结果表明,miR-3661序列保守,启动子区存在p53结合位点,暗示p53与hsa-miR-3661存在直接调控;预测靶基因1 009个,369个显著富集于细胞周期调控、细胞增殖、细胞凋亡等肿瘤相关生物学过程(P0.05),主要参与了癌症信号通路、MAPK信号通路与Erb B信号通路(P0.05);通过268组基因间的相互作用数据构建了p53、hsa-miR-3661和靶基因的调控网络,从系统生物学角度分析了参与多个肿瘤生物进程的关键靶基因;在实验中证实过表达miR-3661可以显著抑制肝癌细胞HepG2的增殖过程(P-value=0.001 46)。miR-3661受p53直接调控,其靶基因显著富集于多种肿瘤相关生物进程与信号通路,过表达miR-3661可显著抑制肝癌细胞增殖。     

miR-17-92基因簇microRNAs对哺乳动物器官发育及肿瘤发生的调控

microRNAs(miRNAs)是近年发现的一种高度保守的非编码小RNA, 它们通过抑制靶基因mRNA的翻译或将其降解, 在转录后水平调控基因的表达, 参与调控哺乳动物多个器官的发育过程和人类疾病的发生。miR-17-92基因簇是一个高度保守的基因簇, 编码miR-17-5p、miR-17-3p、miR-18a、miR-19a、miR-20a、miR-19b-1和miR-92-1等7个miRNAs。大量证据表明, miR-17-92基因簇miRNAs参与了心、肺、免疫系统的发育、血管生长及前脂肪细胞的分化等过程。此外, miR-17-92基因簇miRNAs在多种肿瘤中高表达, 能作为致癌基因诱发淋巴瘤和血管化肿瘤的发生, 但它也可以作为抑癌基因抑制乳腺癌细胞的增殖。文章对miR-17-92基因簇miRNAs在哺乳动物器官发育及肿瘤发生中的作用进行综述     

miR-34家族——-肿瘤抑制蛋白p53高度相关microRNA

若干微小RNA(microRNA, miRNA)与肿瘤抑制蛋白p53高度相关, 其中miR-34家族最具代表性。一方面p53可通过对miR-34家族的调控实现对多个原癌基因如Bcl-2、c-myc以及细胞因子如cyclinE2、cyclinD1和c-Met的抑制, 进而发挥抑癌作用; 另一方面miR-34家族也可以通过抑制沉默信息调节子SIRTI来进一步增强p53的活性。p53与miR-34家族之间形成的正反馈调节网络对抑制肿瘤的发生发展及恶化均起着重要的作用。文章对p53高度相关的miR-34家族在肿瘤发生发展及治疗的最新进展作一论述。     

调节小鼠胰腺发育中Ptf1a基因表达的microRNAs的鉴定研究

Ptf1a,又名p48,是Ptf1转录因子的一个亚基,为胰腺命运决定与细胞分化必需的转录因子．最近研究发现,Ptf1a表达的丰度变化与发育中胰腺细胞生长、分化和胰岛?茁细胞数量密切相关．然而,胰腺细胞中Ptf1a的表达调节机制还不清楚．MicroRNAs(miRNAs)是一类约22nt的非编码小RNA,它们通过切割靶mRNA或抑制靶mRNA的翻译调节基因的表达．一些研究提示,miRNAs参与调控胰腺发育的多个过程．因而推测,miRNAs可能在胰腺发育中参与调控Ptf1a的表达变化．为了验证这一假设,结合两个靶基因预测算法的结果,获得4个可能调控Ptf1a表达的miRNAs．随后,利用双荧光素酶报告系统研究发现,预测得到miRNAs中的miR-18a,miR-145 和miR-495能通过结合到小鼠Ptf1a mRNA的3′UTR而有效抑制其表达．还利用qRT-PCR和免疫荧光染色实验研究了miR-18a、miR-145和miR-495与Ptf1a在小鼠胰腺发育过程中的表达模式．结果表明,miR-18a,miR-145和miR-495与Ptf1a mRNA及蛋白质的表达成负相关,进一步说明miR-18a, miR-145和miR-495可能在小鼠胰腺发育中调节Ptf1a的表达．     

温胆汤影响粪菌移植诱导的广泛性焦虑障碍小鼠海马组织miRNA的表达

摘要 目的：探究人源粪菌移植诱导的广泛性焦虑障碍模型小鼠海马组织miRNAs的表达变化及温胆汤对miRNAs的调控作用。方法：实验组经过14天的抗生素洗脱及14天5次的粪菌移植,最后7天给药治疗。实验结束后,通过旷场实验与高架实验检测是否发生焦虑样改变。采用高通量测序方法,分析实验组小鼠海马miRNAs的表达水平,结合网络分析及富集分析方法得到关键miRNAs,并通过RT-PCR实验进行验证。结果：旷场实验中,焦虑模型组较正常模型组移动总距离（P<0.05）、中央格停留时间（P<0.01）及穿格次数（P<0.05）显著降低,经温胆汤治疗后,除总距离外均显著升高（P<0.05）;高架实验中,焦虑模型组较正常模型组开放臂进入次数百分比（P<0.05）和开放臂停留时间百分比（P<0.01）显著降低,经温胆汤治疗后均显著升高（P<0.01）;高通量测序结果显示,实验组重叠且方向一致的miRNAs有12个,其中显著差异的关键miRNAs共9个,注释得到353个靶基因。KEGG结果显示,miRNA可能通过MAPK信号通路、谷氨酸能神经通路、钙信号通路、mTOR信号通路参与调控过程。GO结果显示,miRNA可能通过DNA转录的正调控、突触囊泡胞外分泌的调节、突触前组装调节、神经元动作电位的传播、谷氨酸能突触参与调控过程。RT-PCR结果显示,温胆汤可能通过调控miR-26a-1-3p等miRNAs达到治疗作用。结论：焦虑患者肠道菌群失常导致miR-7a-5p、miR-3077-3p、miR-26a-1-3p等miRNAs异常表达,温胆汤通过调节miR-26a-1-3p等miRNAs达到治疗作用。     

MiR-183基因簇对动物感觉器官功能和发育及肿瘤发生的调控

MicroRNAs (miRNAs) 是一类长度约为22 nt的内源性非编码小RNA. 它们在后生动物基因组中普遍存在,通过抑制靶基因mRNA的翻译或将其降解,在转录后水平调控基因的表达. 越来越多的证据表明,miRNAs在动物发育和人类疾病发生中发挥重要作用. miR-183基因簇在后口动物和原口动物中高度保守,编码miR-182、miR-96和miR-183. miR-183基因簇在动物感觉器官中特异性表达,对动物感觉器官的发育和功能至关重要. miR-183基因簇还与人类的肺癌、肝癌、乳腺癌、胰腺癌和黑色素瘤等多种癌症相关. miR-183基因簇在多种肿瘤细胞中异常表达,它们通过调控与肿瘤细胞分裂和死亡相关基因,而起到促进或抑制肿瘤发生的作用. 本文对miR-183基因簇miRNAs在动物感觉器官功能和发育及人类肿瘤发生中的作用进行论述.     

MiR-26b是前列腺癌中的抑癌微RNA（英文）

微RNAs(又称miRNAs或miRs)是一类长度为19~24个核苷酸的单链非编码RNA分子.miRNA通过与其靶向的mRNA分子序列特异性互补配对,调节mRNA表达水平,抑制转录后的蛋白质翻译.miRNA在肿瘤中既可作为致癌因子也可作为抑癌因子.本研究前期已报道miR-26b在前列腺癌细胞系中低表达,并且抑制细胞自噬.本研究进一步全面揭示miR-26b对前列腺肿瘤细胞的作用.我们发现过表达miR-26b能够在体外抑制前列腺癌细胞的增殖和侵袭,并抑制裸鼠体内原位异种前列腺肿瘤的生长.为了探究miR-26b对前列腺癌细胞增殖和侵袭的潜在调控机制,我们进行了表达谱芯片鉴定miR-26b调控基因.表达谱芯片分析表明,在前列腺癌细胞系PC-3中过表达miR-26b后,显著上调的基因57个,显著下调的基因55个(变化倍数均大于2,且P值小于0.05).差异基因的功能多与细胞增殖、凋亡调控、蛋白质磷酸化和泛素化修饰调控过程相关,并且富集在多种信号通路中,例如TNF和TGF-β信号通路.在这些筛选出的基因中,CEACAM6表达水平下调2.17倍;序列分析及实验验证表明,CEACAM6的3′UTR区存在miR-26b的互补序列,是miR-26b的直接靶标.本研究证明了miR-26b能够靶向结合抑制CEACAM6的表达,从而抑制前列腺癌细胞在体外和体内的细胞增殖和侵袭活性,miR-26b是前列腺癌中的抑癌microRNA.     

MiR-150-5p靶向TP53对结直肠癌细胞侵袭和增殖的影响

摘要 目的：探索miR-150-5p靶向调控TP53基因对结直肠癌（colorectal cancer, CRC）在临床和生物学的相关性,研究miR-150-5p调控TP53基因在结直肠癌细胞增殖和侵袭病变中的作用。方法：收集临床手术切除并病理证实的结直肠癌患者的手术及血浆样本（结直肠癌和癌旁组织）60例,另选取癌旁正常粘膜10例,腺瘤30例。根据瘤体直径分为肿瘤＞5 cm（n=30）和≤5 cm（n=30）。qRT-PCR法测定样本中miR-150-5p表达,荧光素酶活性测定以确定TP53是否为miR-150-5p的靶基因。使用SW480细胞株,进行Transwell小室检测细胞侵袭能力,CCK-8检测细胞增值能力,对miR-150-5p进行生物信息学分析。结果：TP53是miR-150-5p的下游基因。癌组织及血浆中miR-150-5p表达量低于癌旁组织,直径＞5 cm瘤体中的miR-150-5p表达量显著低于直径≤5 cm瘤体,Ⅰ-Ⅱ期结直肠癌组织中的miR-150-5p表达显著高于Ⅲ-Ⅳ期（P＜0.05）。上调miR-150-5p后,细胞中TP53表达下降,下调miR-150-5p后,TP53表达升高;CCK-8增殖试验显示细胞中miR-150-5p过表达组抑制细胞增殖（P＜0.05）。结论：MiR-150-5p在结直肠癌组织和细胞中显著低表达,miR-150-5p通过靶向调节TP53抑制人CRC细胞的侵袭和增殖,有望成为结直肠癌治疗的新靶点。     

Role of tumor suppressor p53 and micro-RNA interplay in multiple myeloma pathogenesis

The molecular mechanisms underlying dysregulated wild type (wt) p53 in multiple myeloma (MM) have been subjects of intense investigation for years. Indeed, correlation of rarely occurring TP53 gene mutations or deletions with adverse clinical outcomes in MM patients is strongly established, while in majority of cases wtp53 seems to be non-functional or dysregulated bearing a high clinical impact. Interestingly, findings from recent investigations show that micro-RNAs (miRNAs) may contribute to suppression of wtp53 in MM, as they are now known to function as key regulatory elements in the p53 network. This area is shedding new light on understanding the biologic effects of dysregulated p53 in MM pathogenesis especially drug resistance. miRNAs such as miR-125b (oncomiR) or miR-34a (tumor suppressor-miR) can be negative or positive regulators of wtp53 function, respectively, with specific effects on MM cell viability. On the other hand, our knowledge of miRNA interaction with mutant (mt) p53 in MM, which is rather related to disease progression and resistance to therapy, is limited which demands in-depth exploration. Here, we will put forward the current knowledge on miRNA-p53 interaction in MM and its role in MM pathogenesis including drug resistance. We will also highlight the pre-clinical approaches for therapeutic application of miRNAs targeting p53 pathway.     

Combinatorial Action of MicroRNAs let-7 and miR-34 Effectively Synergizes with Erlotinib to Suppress Non-small Cell Lung Cancer Cell Proliferation

Lung cancer represents the leading cause of cancer-related deaths in men and women worldwide. Targeted therapeutics, including the epidermal growth factor receptor (EGFR) inhibitor erlotinib, have recently emerged as clinical alternatives for the treatment of non-small cell lung cancer (NSCLC). However, the development of therapeutic resistance is a major challenge, resulting in low 5-year survival rates. Due to their ability to act as tumor suppressors, microRNAs (miRNAs) are attractive candidates as adjuvant therapeutics for the treatment of NSCLC. In this study, we examine the ability of 2 tumor suppressor miRNAs, let-7b and miR-34a to sensitize KRAS;TP53 mutant non-small cell lung cancer cells to the action of erlotinib. Treatment with these miRNAs, individually or in combination, resulted in synergistic potentiation of the anti-proliferative effects of erlotinib. This effect was observed over a wide range of miRNA and erlotinib interactions, suggesting that let-7b and miR-34a target oncogenic pathways beyond those inhibited by EGFR. Combinatorial treatment with let-7b and miR-34a resulted in the strongest synergy with erlotinib, indicating that these miRNAs can effectively target multiple cellular pathways involved in cancer cell proliferation and resistance to erlotinib. Together, our findings indicate that NSCLC cells can be effectively sensitized to erlotinib by supplementation with tumor suppressor miRNAs, and suggest that the use of combinations of miRNAs as adjuvant therapeutics for the treatment of lung cancer is a viable clinical strategy.     

The Epstein-Barr virus (EBV)-induced tumor suppressor microRNA MiR-34a is growth promoting in EBV-infected B cells

Epstein-Barr virus (EBV) infection of primary human B cells drives their indefinite proliferation into lymphoblastoid cell lines (LCLs). B cell immortalization depends on expression of viral latency genes, as well as the regulation of host genes. Given the important role of microRNAs (miRNAs) in regulating fundamental cellular processes, in this study, we assayed changes in host miRNA expression during primary B cell infection by EBV. We observed and validated dynamic changes in several miRNAs from early proliferation through immortalization; oncogenic miRNAs were induced, and tumor suppressor miRNAs were largely repressed. However, one miRNA described as a p53-targeted tumor suppressor, miR-34a, was strongly induced by EBV infection and expressed in many EBV and Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus (KSHV)-infected lymphoma cell lines. EBV latent membrane protein 1 (LMP1) was sufficient to induce miR-34a requiring downstream NF-κB activation but independent of functional p53. Furthermore, overexpression of miR-34a was not toxic in several B lymphoma cell lines, and inhibition of miR-34a impaired the growth of EBV-transformed cells. This study identifies a progrowth role for a tumor-suppressive miRNA in oncogenic-virus-mediated transformation, highlighting the importance of studying miRNA function in different cellular contexts.     

The p53-signaling pathway and colorectal cancer: Interactions between downstream p53 target genes and miRNAs

IntroductionWe examined expression of genes in the p53-signaling pathway. We determine if genes that have significantly different expression in carcinoma tissue compared to normal mucosa also have significantly differentially expressed miRNAs. We utilize a sample of 217 CRC cases.MethodsWe focused on fold change (FC) > 1.50 or <0.67 for genes and miRNAs, that were statistically significant after adjustment for multiple comparisons. We evaluated the linear association between the differential expression of miRNA and mRNA. miRNA:mRNA seed-region matches also were determined.ResultsEleven dysregulated genes were associated with 37 dysregulated miRNAs; all were down-stream from the TP53 gene. MiR-150-5p (HR = 0.82) and miR-196b-5p (HR 0.73) significantly reduced the likelihood of dying from CRC when miRNA expression increased in rectal tumors.ConclusionsOur data suggest that activation of p53 from cellular stress, could target downstream genes that in turn could influence cell cycle arrest, apoptosis, and angiogenesis through mRNA:miRNA interactions.     

侵染中华蜜蜂6日龄幼虫的蜜蜂球囊菌的微小RNA差异表达谱及调控网络

【目的】蜜蜂球囊菌(Ascosphaeraapis,简称球囊菌)是专性侵染蜜蜂幼虫的致死性真菌病原。MicroRNA(miRNA)作为一类重要的基因表达调控因子,能够广泛参与真菌及其宿主的相互作用过程。本研究通过比较分析球囊菌孢子(AaCK)和侵染中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂) 6日龄幼虫肠道内的球囊菌(AaT)的smallRNA(sRNA)组学数据对球囊菌的差异表达miRNA(differentiallyexpressed miRNA,DEmiRNA)、靶mRNA及二者间的调控网络进行全面解析,旨在揭示miRNA介导的球囊菌对中蜂幼虫的侵染机制。【方法】对于球囊菌侵染的中蜂6日龄幼虫肠道的small RNA-seq (sRNA-seq)数据,利用BLAST工具连续比对东方蜜蜂(Apiscerana)和球囊菌的参考基因组筛滤得到AaT的sRNA组学数据。分别将AaCK和AaT的sRNA组学数据比对miRBase数据库,对球囊菌侵染宿主前后miRNA的数量和结构特征进行分析。联用RNAhybrid+svm_light、Miranda和TargetScan软件预测AaCK vs AaT比较组中DEmiRNA的靶mRNA,进而利用相关生物信息学软件对上述靶mRNA进行GO分类和KEGG代谢通路富集分析。通过Cytoscape软件对DEmiRNA-mRNA调控网络进行可视化。利用Stem-loop RT-PCR、RT-qPCR和分子克隆验证测序结果的可靠性。【结果】在AaCK和AaT中分别鉴定到380和387个miRNA。结构特征分析结果显示,AaCK和AaT的mi RNA皆集中分布在18–25 nt,且首位碱基主要偏向于U。AaCKvsAaT比较组共有270个DEmiRNA,包含155个上调miRNA和115个下调miRNA,分别靶向结合6091和6145个mRNA。GO分类结果显示,上述靶mRNA主要涉及代谢进程、细胞进程、应激反应等15个生物学进程;细胞、细胞组分、细胞器等12个细胞组分;催化活性、结合、转运子活性等11个分子功能。KEGG代谢通路富集分析结果显示,上述靶mRNA富集在123条代谢通路,参与对氨基酸代谢、碳水化合物代谢以及核苷酸代谢等物质代谢,氧化磷酸化、硫代谢、氮代谢等能量代谢,以及MAPK和Hippo等信号通路的调控。球囊菌DEmiRNA与靶mRNA之间存在复杂的调控关系,其中miR-29-x、miR-250-x、miR-4968-y、miR-11200-x、novel-m0023-5p、novel-m0130-5p和novel-m0135-5p等DEmiRNA可靶向结合与球囊菌的半胱氨酸蛋白酶、DNA甲基化转移酶以及几丁质酶相关的mRNA;此外,miR-7-x、miR-9-z、miR-319-y和miR-5951-y等同时参与调控MAPK信号通路;进一步分析发现,miR-250-x同时参与对DNA甲基化转移酶、MAPK信号通路及其他酶类合成与代谢途径的调控,并可能参与球囊菌与中蜂6日龄幼虫之间的跨界调控。通过Stem-loopRT-PCR和RT-qPCR验证了4个DEmiRNA的差异表达,并利用分子克隆和Sanger测序证实miR-7-x的序列与测序结果一致。【结论】本研究解析了侵染中蜂6日龄幼虫的球囊菌的miRNA差异表达谱及DEmiRNA的调控网络,揭示了球囊菌DEmiRNA可能通过调控病原的物质和能量代谢、增殖、毒力、信号通路及相关mRNA参与对中蜂幼虫的侵染过程。miR-7-x、miR-250-x、novel-m0023-5p等关键DEmiRNA有望作为白垩病治疗的新型分子靶点。