基于small RNA组学分析揭示意大利蜜蜂响应东方蜜蜂微孢子虫胁迫的免疫应答机制

【目的】通过深度测序和组学分析在small RNA组学层面揭示意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)响应东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)的免疫应答机制。【方法】利用small RNA-seq技术对正常及N. ceranae胁迫7 d和10 d的意蜂工蜂中肠(Am7CK、Am7T、Am10CK和Am10T)进行深度测序。利用相关生物信息学软件对测序数据进行质控、已知micro RNA (mi RNA)鉴定、新mi RNA预测及mi RNA的结构特征分析。通过Stem-loop RT-PCR验证新mi RNA的表达。按照|log2(Fold change)|≥1和P≤0.05的标准筛选出Am7CKvs.Am7T和Am10CKvs.Am10T比较组的差异表达mi RNA(differentially expressed mi RNA,DEmi RNA)。利用软件预测DEmi RNA靶向结合的m RNA并进行GO和KEGG数据库注释,根据注释信息对细胞和体液免疫相关通路及富集靶m RNA进行统计和分析。根据靶向结合关系构建DEmi RNA和免疫通路相关差异表达m RNA (differentially expressed m RNA,DEm RNA)的调控网络。采用RT-q PCR对数据的可靠性和DEmi RNA的差异表达进行验证。【结果】共获得165895574条原始读段和132028990条有效序列标签,各组的组内Pearson相关性平均在87.92%及以上。共鉴定到928个已知mi RNA和56个新mi RNA。这些mi RNA的长度介于18–28nt,多数的长度为18nt和22nt且首位碱基主要偏向U。验证了12个新mi RNA的真实表达。Am7CKvs.Am7T比较组包含48个上调mi RNA和36个下调mi RNA;Am10CK vs. Am10T比较组包含56个上调mi RNA和51个下调mi RNA。两个比较组的DEmi RNA可分别靶向结合9827个和10720个m RNA。这些靶m RNA可分别注释到50和47条功能条目,以及138和135条KEGG通路。DEmi RNA与免疫通路相关靶m RNA的调控网络分析结果显示,Am7CK vs. Am7T中有26个DEmi RNA靶向与内吞作用等免疫通路相关的10个DEm RNA;Am10CK vs. Am10T中有15个DEmi RNA靶向与MAPK信号通路等免疫通路相关的10个DEm RNA。验证了测序数据和4个DEmi RNA差异表达的可靠性。【结论】研究结果揭示了宿主DEmi RNA可能通过调控物质和能量代谢、细胞和体液免疫对N. ceranae产生应答,但DEmi RNA不参与抗菌肽基因的表达调控;mi R-1-z可能参与宿主的细胞增殖、细胞凋亡和免疫进程;氧化磷酸化通路可能在宿主免疫应答及宿主-病原互作中发挥特殊作用。     

阿霉素诱导下的肝癌细胞HepG2中微小RNA差异表达分析

旨在研究阿霉素诱导引起的DNA损伤压力下,肝癌细胞Hep G2中参与DNA损伤应答的mi RNA,并分析这些mi RNA靶基因参与肝癌DNA损伤应答相关的生物学进程与通路。通过小RNA测序检测阿霉素处理肝癌细胞Hep G2前后mi RNA的差异表达情况,使用GO与KEGG通路富集方法对差异表达mi RNA靶基因进行功能富集分析。结果显示,共检测出显著表达差异mi RNA 68个,其中上调13个,下调55个。mi RNA靶基因的功能分析结果显示,53条mi RNAs靶基因显著富集于调控细胞增殖、细胞凋亡、细胞迁移和细胞周期等与DNA损伤应答以及肿瘤相关的生物进程和信号通路,包括p53信号通路、癌症通路、Wnt信号通路和MAPK信号通路等。研究表明,在阿霉素诱导下,Hep G2中的差异表达mi RNAs与DNA损伤相关的肿瘤生物学进程以及信号通路显著相关,预示这些mi RNAs在阿霉素引发的肝细胞癌DNA损伤应答中起着重要的作用。     

REV感染DF-1细胞分泌外体的生物信息学分析

该研究探讨了REV感染DF-1细胞分泌外体携带表达差异的蛋白质和微RNA(micro RNA,mi RNA),及其基因功能和参与的信号通路,为病毒致病机制研究提供了基础。通过蛋白组学和转录组学检测技术,筛选病毒感染组与对照组DF-1细胞分泌外体的差异蛋白质和mi RNA,并利用在线软件数据库对其进行GO功能富集和KEGG信号通路分析。结果筛选到101个差异表达蛋白质,其中56个表达上调,45个表达下调,共参与155条信号通路,参与蛋白质最多的是肿瘤相关通路;并筛选到3个表达上调的mi RNA,其中mi RNA-155、mi RNA-146a-3p编码的靶蛋白(整合蛋白)与差异蛋白质肌动蛋白相关2/3复合体(actinrelated 2/3 complexs,Arp2/3)共同参与肌动蛋白细胞骨架信号通路;差异蛋白质及mi RNA编码靶基因均含有病毒成分,并参与细胞信号转导、免疫、黏附、运动、生物调节等过程。该研究结果表明,REV感染DF-1细胞来源外体表达差异的蛋白质和mi RNA及其参与的生物学过程和信号通路与肿瘤形成密切相关,外体途径可能在REV致瘤机制中具有重要作用。     

环状RNA在胃癌细胞系中的差异表达

本文旨在探讨环状RNA(circular RNA,circ RNA)在不同分化程度的胃癌细胞MGC-803、SGC-7901、NCI-N87与正常胃上皮细胞GES-1中的表达谱变化。体外培养低分化胃癌细胞MGC-803、中分化胃癌细胞SGC-7901、高分化胃癌细胞NCI-N87和正常胃上皮细胞GES-1,利用高通量circ RNA芯片技术检测三种不同分化程度胃癌细胞和正常胃上皮细胞中差异表达的circ RNA,借助生物信息学软件预测可能与circ RNA相互作用的微小RNA(micro RNA,mi RNA),结合文献检索初步选定可能在胃癌中具有重要意义的circ RNA。结果显示,与正常胃上皮细胞相比,在不同分化程度胃癌细胞中均表达上调的circ RNA有79条,均表达下调的有229条。生物信息学分析和文献检索结果显示,hsa_circ_0001897与胃癌分期、转移相关,与其结合的mi R-150-5p与多种消化道肿瘤密切相关,如结肠癌、肝癌、胆管癌;与hsa_circ_0008106、hsa_circ_0060456存在结合位点的mi R-16-5p已被证实参与胃癌的发生和发展。上述结果提示,hsa_circ_0001897、hsa_circ_0008106、hsa_circ_0060456可能通过与mi RNA相互作用参与胃癌的发生和发展。     

果蝇卵巢滤泡细胞谱系发育中的功能性microRNA筛查

在果蝇发育过程中,micro RNA(mi RNA)作为负调控因子起着重要的作用。该文旨在研究micro RNA在果蝇卵巢滤泡细胞谱系中的功能,该细胞谱系因易于体内遗传操作而成为研究细胞命运决定与细胞迁移机制的良好模型。为了确认此过程中的功能性mi RNA,作者利用UAS/GAL4二元表达系统对31个果蝇mi RNA进行了表型筛选。结果表明,若干mi RNA可以在卵子发生过程中引起多种严重表型。过表达与敲减mi R-7均能阻断边界细胞迁移。mi R-1、mi R-124和mi R-263b则在茎细胞诱导、边界细胞迁移或卵壳图式中发挥功能。结果表明,该文所用基于UAS/GAL4的方法可用于确认mi RNA的功能。     

小鼠精子发生早期microRNA的表达谱和调控模式——miRNA在小鼠精子发生中的作用

精子发生是一个依赖于精原干细胞自我更新和精原细胞分化的精确而又复杂的调控过程,目前对这一过程知之甚少.mi RNA作为转录和转录后基因沉默的关键调节子,参与很多生物的多种发育过程.本研究采用高通量小RNA测序系统研究了mi RNA在小鼠B型精原细胞(BSc)和初级精母细胞(PSc)中的表达谱.结果显示,在这2种细胞类型中let-7mi RNA家族的表达水平都相当高.并且在BSc向PSc的转化过程中,mi R-21,mi R-140-3p,mi R-103,mi R-30a,mi R-101b和mi R-99b的表达水平明显降低.这些mi RNA参与调控与细胞凋亡、细胞增殖和分化、连接组装和细胞周期调控相关的诸多基因的表达.上述结果表明,mi RNAs在精子发生过程中发挥着不可替代的作用.     

精神分裂症相关miRNA筛选及miR-320a调控ITGB1机制研究

该文研究了精神分裂症(schizophrenia,Sz)患者血清中微小RNA(micro RNA,mi RNA)水平的变化,寻找其作用靶点并进行机制探索。通过mi RNA基因芯片分析4例患者、3例治愈患者及3例健康成年人血清中mi RNA表达的差异。使用荧光定量PCR对59例患者及60例对照血清进行验证。通过生物信息学分析寻找靶点,并在血清样本中检测;最后,在细胞水平进行mi RNA调控靶点的功能研究。芯片筛选发现,mi R-320a及mi R-320b在初诊患者中呈低表达,较治愈患者和健康人有显著性差异,并在59例初诊患者和60例健康人对照血清中得到验证。生物信息学分析发现,整合素β1(integrinβ1,ITGB1)可能是mi R-320a的作用靶点。ELISA结果发现,患者血清中ITGB1的浓度比健康成年人血清中的浓度呈显著升高。细胞水平的研究发现,mi R-320a模拟物可以下调ITGB1表达,mi R-320a抑制剂可以上调ITGB1表达。荧光素酶实验证实,mi R-320a可能通过结合于ITGB1m RNA 3′UTR的特异性位点,促使m RNA降解,从而调控其表达。结果表明,mi R-320a调控ITGB1的表达可能是Sz发病过程中的重要机制,这一发现有可能为Sz的早期诊断和治疗提供新的候选靶点。     

人肿瘤坏死因子α特异性结合miR-146b的新生物学特性研究

目的:探讨人肿瘤坏死因子α(TNF-α)作为micro RNA(mi RNA)结合蛋白的生物学特性。方法:Western印迹检测LPS激活的U937细胞中TNF-α蛋白表达水平,RT-PCR检测几种炎症相关的mi RNA在激活前后表达水平的变化;用RNA结合蛋白免疫共沉淀(RIP)技术钓取U937细胞中TNF-α结合的mi RNA,RT-PCR检测RIP产物中上述几种mi RNA的含量;用凝胶阻滞实验检测TNF-α与mi RNA是否直接结合。结果:LPS激活的U937细胞中能检测到膜结合型和可溶性2种形式的TNF-α,细胞激活前后mi R-16和mi R-21的表达水平在检测的几种mi RNA中最高,mi R-146b和mi R155次之;而RIP产物中mi R-146b的水平在实验组和对照组中有显著差异,其他mi RNA差异不明显;凝胶阻滞实验结果显示mi R-146b能与人TNF-α直接结合。结论:首次证实人TNF-α能够直接特异地结合mi R-146b,提示TNF-α可能作为mi RNA结合蛋白发挥生物学功能。     

miRNA参与肿瘤基因表达调控研究进展

调查表明,我国城乡居民恶性肿瘤死亡率属于世界较高水平,而且呈持续的增长趋势。近年来的研究发现在肿瘤的发生与发展过程中涉及到多种因素,其中mi RNA可能扮演了重要的作用。mi RNA是一种长度约为22 nt的非编码短序列RNA,通过介导特异性的基因沉默导致靶m RNA降解,促使相应蛋白质的转译受阻而失去原有编码蛋白质的功能。mi RNA在细胞分裂周期中影响着基因的表达调控,在此过程中基因表达的失控就可能导致疾病的发生。而肿瘤的发生是以细胞恶变为基础,细胞恶变则是与细胞周期调控因素失衡相关,由此提示了一些mi RNA可能参与了肿瘤的发生、发展过程并在其中发挥了重要作用。随着研究的深入,mi RNA逐渐成为肿瘤诊治的新研究方向。本文主要讨论mi RNA在肿瘤基因表达调控方面的研究进展。     

高选择性和高灵敏度的microRNA检测技术的研究进展

micro RNA(mi RNA)是一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,在多种细胞过程中起重要的调节作用,如细胞发育、脂肪代谢、器官生成、细胞分化及细胞凋亡等。研究表明,mi RNA的表达水平变化与肿瘤、糖尿病等多种疾病的发生发展密切相关,因此对于mi RNA表达水平进行准确快速的检测是对其进行深入研究的前提。目前mi RNA的检测分析技术众多,但是对于mi RNA多态性和突变的检测技术还不甚成熟,而且生物样本中微量mi RNA检测技术的灵敏度亦需要进一步的发展与突破。就近年来mi RNA的高选择性和高灵敏度的检测方法进行了综述,旨为相关的检测技术进一步研究提供重要帮助。     

MicroRNA在果蝇原始生殖细胞命运调控中的功能研究

果蝇原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs)是生殖干细胞的前体。该群细胞在果蝇幼虫期经历特征性的发育过程,这一过程涉及程序化的细胞命运及行为改变。为系统探讨mi RNA在上述PGCs命运调控中的作用,对雌蝇幼虫发育中的性腺组织进行了mi RNA表达谱分析,发现一组mi RNA分子持续在性腺组织细胞中表达。应用GAL4/UAS遗传操作系统验证了部分候选mi RNAs的功能,获得了mi R-33和mi R-278参与调控果蝇幼虫PGCs有序分化的实验证据。该文为发育过程中功能性mi RNA研究工作的开展提供了有益的借鉴。     

microRNA及Wnt 信号通路在急性淋巴细胞白血病中的作用研究进展

micro RNAs(mi RNAs)是一种内源性的基因调控元件,参与细胞增殖、分化、凋亡等多种重要生物学过程。在许多实体瘤和血液系统恶性肿瘤中均存在mi RNA异常表达,说明mi RNA可能参与肿瘤的发生及发展。Wnt通路是一条经典的信号通路,其异常激活与多种实体瘤和血液系统恶性肿瘤的发生发展密切相关。急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia,ALL)是一种常见的成人血液系统恶性肿瘤,现已发现多种mi RNA在ALL中异常表达,并与发病、治疗效果及预后有关。在ALL中可见Wnt信号通路的异常激活及通路抑制剂的异常失活,并且这些变化与ALL的预后密切相关。本文就mi RNAs和Wnt信号通路在急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia,ALL)中的作用相关研究进展作一综述,以提供靶向治疗ALL的新思路。     

MicroRNA在子宫肌瘤发病机制研究中的现状

微小RNA(micro RNA,mi RNA)是一类非编码单链小分子RNA,参与调控细胞增殖、分化、凋亡及迁移等多种生理过程。最新研究发现,mi RNA在子宫肌瘤发生发展中的细胞转化、组织重构、血管生成及炎症反应等方面均起着重要调控作用。这提示,mi RNA不但可以作为探索子宫肌瘤发病机制的新途径,而且可能成为子宫肌瘤诊断、治疗和预后判断的新靶点。该文就近年来mi RNA在子宫肌瘤发病机制研究中的现状进行综述。     

乏氧和辐射诱导的miR-1290 促进宫颈癌细胞EMT发生

目的:研究mi R-1290在宫颈癌Hela细胞上皮间质转化中的作用。方法:模拟肿瘤放射治疗的分割疗法,单次2 Gyγ射线连续照射宫颈癌Hela、Siha细胞诱导辐射抗性细胞株;采用micro RNA芯片技术比较辐射抗性细胞与亲本细胞中mi RNA的表达谱差异;经不同条件乏氧和辐射处理宫颈癌Hela细胞后检测mi R-1290的表达水平;借助mi R-1290及mi R-1290-inhibition慢病毒表达载体,调变mi R-1290在Hela细胞的表达;调变mi R-1290后,划痕实验及Transwell侵袭实验比较Hela细胞的侵袭和转移能力;蛋白质印迹法检测细胞中E钙黏素(E-cadherin)和N钙黏素(N-cadherin)的表达。结果:在宫颈癌辐射抗性细胞中mi R-1290表达水平显著升高(P0.05);乏氧和辐射可诱导mi R-1290在宫颈癌Hela细胞中表达(P0.05);上调表达mi R-1290,Hela细胞出现了明显的间质细胞的形态改变,细胞的侵袭和转移能力明显增强(P0.05)。在Hela细胞中上调表达mi R-1290,降低了细胞中E-cadherin的表达,同时升高了N-cadherin的表达(P0.05)。结论:乏氧和辐射可诱导mi R-1290在宫颈癌Hela细胞中表达,mi R-1290通过调控E-cadherin和N-cadherin的表达促进宫颈癌Hela细胞发生EMT。     

两型肾癌的共同标志物筛选及机制研究

目的 肾细胞癌是一种源发于肾小管上皮系统的恶性肿瘤。在已有肾癌相关mi RNA标志物的研究中,大都忽略了不同亚型肾癌之间样本数据量差距对筛选结果的影响,这会导致mi RNA生物标志物对不同亚型肾癌患者的诊断能力存在较大差异,进而发生漏诊误诊。因此本课题考虑了两种亚型肾癌共同标志物进行研究。方法 对透明肾细胞癌（KIRC）和乳头状肾细胞癌（KIRP）的表达谱数据分别进行统计学和两种机器学习方法筛选并对结果取交集获得两型肾癌共同mi RNA标志物。接着,用ROC方法验证了这些标志物的诊断能力。用机器学习方法对外部数据集KICH进行了验证,进一步证明这些标志物的诊断能力以及避免过拟合。还用已有实验文献验证了这些标志物的合理性。用生物信息学方法对mi RNA标志物分子机制进行研究。结果 获得了6个两型肾癌共同mi RNA标志物（mi R-21、mir-210、mir-185、mir-188、mir-362、mir-199a-2）,其中有4个已有实验报道和肾癌密切相关,而mir-188和mir-199a-2尚未见文献报道其与肾癌相关,可能是新的肾癌相关mi RNA标志物。之后对6个两型肾癌共同m...     

常见肝炎病毒感染性疾病相关miRNA功能研究进展

病毒感染引发的疾病一直威胁着人类健康。Mi RNA是真核生物表达的一类重要的小分子RNA,可特异性的调节基因与蛋白的表达。mi RNA的研究为病毒性疾病的发生发展提供了新思路,为目前热点研究领域。随着mi RNA的研究深入,一些病毒感染中相关mi RNA的功能也被相继报道,如有些mi RNA具有抑制病毒感染宿主细胞的功能,有些mi RNA则可促进病毒在宿主细胞中的复制,有些mi RNA却参与病毒相关疾病的发生,还有些mi RNA则可作为病毒感染性疾病的特异性生物标志物。本文主要以两种常见肝炎病毒:HBV、HCV为例来系统阐述mi RNA在病毒感染中的相关功能。     

miR-223在结肠癌组织中的表达及促进结肠癌细胞迁移侵袭的机制研究

目的:探讨微小RNA-223 (mi R-223)在结肠癌组织中的表达及对结肠癌HT-29细胞侵袭、迁移能力的影响及机制。方法:检测mi R-223在结肠癌组织与癌旁组织中的表达。通过脂质体转染法将mi R-223模拟物(mi R-223 mimics,mi R-223 mimics组)及microRNA无关序列(mi R-223 NC,NC组)转染入结肠癌HT-29细胞。采用Real-time PCR检测转染后细胞中mi R-223和TWIST的表达,Western blot检测TWIST的蛋白表达,Tranwell检测细胞的迁移与侵袭能力。双荧光素酶报告基因检测mi R-223对TWIST基因启动子活性的影响。采用Transwell迁移与侵袭实验检测mi R-223 mimic及Twist si RNA共转染后人结肠癌细胞系HT-29迁移与侵袭能力的变化。结果:与癌旁结肠组织比较,mi R-223在结肠癌组织中呈现明显高表达(P0.05);与空白对照组和mi R-223 NC组比较,转染mi R-223 mimics后的HT-29细胞中的mi R-223表达显著增加(P0.05)。与阴性对照组和空载转染组相比较,mi R-223 mimics转染组穿透的细胞数目明显增加(P0.05),且mi R-223 mimics转染组的细胞侵袭能力显著增强(P0.05)。与mi R-223 NC组和空白对照组比较,转染mi R-223 mimics的HT-29细胞的TWIST基因m RNA和蛋白表达均显著增加(P0.05)。双荧光素酶检验结果显示TWIST为mi R-223的下游靶基因。共转染TWIST si RNA和mi R-223 mimics的结肠癌HT-29细胞的迁移与侵袭能力较单独转染mi R-223 mimics的HT-29细胞显著减弱(P0.05)。结论:mi R-223可能通过上调下游靶基因TWIST水平促进结肠癌HT-29细胞的迁移与侵袭。     

MicroRNA对T细胞发育调控作用的研究

Micro RNA(mi RNA)是一类非编码小分子RNA,长约21~25个核苷酸,可以靶向结合特定的信使RNA(m RNA),能够在转录后水平上调节m RNA的翻译进而调控基因的表达。mi RNA的调控功能涉及多种生物学过程,与免疫疾病密切相关。近年来发现,mi RNA可以通过靶向免疫系统中的关键转导信号分子,从而在多个环节上参与免疫细胞的产生、发育以及增殖过程。该文对mi RNA与T细胞的发育关系进行简要概述。     

氧化应激诱导内皮细胞凋亡microRNA表达改变的研究

目的:研究氧化应激诱导的内皮细胞micro RNA的表达变化。方法:ECM(Endothelial Cell Medium)培养人脐静脉内皮细胞,利用不同浓度双氧水(0μmol/L,200μmol/L,500μmol/L,800μmol/L)刺激24小时后应用流式细胞术检测其凋亡水平。提取细胞总RNA,利用实时定量PCR(Quantitive real-time PCR;q RT-PCR)检测micro RNA表达量变化,并利用生物信息学软件预测可能的靶基因。结果:加入不同浓度双氧水处理24 h后的内皮细胞总凋亡率均显著高于对照组,200μmol/L、500μmol/L和800μmol/L组的凋亡率分别为(13.31%vs 4.75%,35.9%vs 4.75%,89.75%vs 4.75%,P0.01)。200μmol/L的双氧水处理内皮细胞后,micro RNA的表达出现了明显的改变。其中mi R-92a、mi R-126的表达明显下调(P0.05),mi R-181a、mi R-217、mi R-34a和mi R-320的表达明显上调(P0.05)。靶基因预测显示mi R-320、mi R-92a可能调控多个和内皮细胞凋亡相关的基因表达。结论:在氧化应激诱导的内皮细胞凋亡中,mi RNA表达发生改变并可能参与调控内皮细胞功能。     

miR-17-92、自噬在肿瘤中的研究进展

micro RNA(mi RNA)是一类在转录后水平调控目的基因表达的功能性小RNA分子。mi R-17-92基因簇是一个高度保守的基因簇,编码6个mi RNAs,分别为:mi R-17、mi R-18a、mi R-19a、mi R-19b-1、mi R-20a和mi R-92a。细胞自噬(autophagy)是将细胞内受损、变性或衰老的蛋白质以及细胞器运输到溶酶体进行消化降解的过程。mi RNA的异常表达可影响自噬水平,从而影响肿瘤的发生发展。研究证明mi R-17-92基因簇与细胞自噬及肿瘤的发生密切相关,有望成为具有潜在价值的肿瘤标志物或肿瘤治疗的新靶点。现对mi R-17-92基因簇与细胞自噬和肿瘤的关系进行综述。