整合分析基因表达与拷贝数变异识别癌症的驱动基因及调控子miRNAs

目的:通过整合分析基因的表达与拷贝数变异(CNV)识别癌症的驱动基因及调控子mi RNAs。方法:通过整合基因表达与CNV数据,分别计算了乳腺癌、结肠癌、肺癌、肾癌、膀胱癌、头颈癌六种癌症中mi RNAs的调控得分,提出了一个识别驱动基因和显著调控子mi RNAs的方法。结果:本文研究发现,CNV区域上编码的基因相比于非CNV区域上编码的基因更倾向于受mi RNAs调控。但是,癌相关CNV区域上的基因相比正常CNV区域上的基因更少受mi RNAs调控。本研究识别出了EXOSC4、ZNF7、BOP1等原癌基因,以及mi R-488、mi R-27a、mi R-454等在多种癌症中都起调控作用的调控子mi RNAs。结论:本文的方法为癌症研究带来了新的启发,这些具有调控扩增基因过表达作用的mi RNAs的发现,有助于我们更进一步了解癌基因表达的复杂调控机制,进而推动癌症的诊断、治疗和预后。     

肌细胞特异性microRNAs生物学效应研究进展

micro RNAs(mi RNAs)是一类含有20~22个核苷酸的非编码单链小分子RNA,发挥转录后水平负调控基因表达和翻译的作用,具有生物学功能多样性,可作为多种疾病诊断和预后重要分子标志。该文介绍了肌细胞特异性mi RNAs,如mi R-1、mi R-133、mi R-145、mi R-206基因等染色体分布、序列、组织表达丰度、主要通路,并对肌细胞特异性mi RNAs在气管平滑肌、血管平滑肌、心肌等细胞中的生物学效应研究进展进行综述。     

microRNA在胚胎干细胞分化的心肌细胞中的表达变化

胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)具有自我更新和多向分化的特性。近年研究显示转录后调控包括micro RNAs(mi RNAs)的调控在ESC心肌细胞分化(ESC-derived cardiomyocytes,ESCM)命运决定中起着重要作用。然而对决定ESC分化命运的mi RNAs的了解还非常有限。为了进一步认识mi RNAs对心肌细胞分化的调控作用,本研究采用经典的悬滴法诱导小鼠ESC(m ESC)分化成心肌细胞,采用安捷伦8×15k小鼠mi RNAs芯片(mi Rbase V16.0)比较了富含跳动心肌细胞区域与非跳动区域mi RNAs表达谱的异同,发现与非跳动区域相比,跳动区域中有19个mi RNAs发生了5倍以上的表达变化(n=3,P0.05),其中5个mi RNAs表达上调、14个mi RNAs表达下调。采用定量RT-PCR进一步分析了mi RNAs芯片中差异倍数大于10的mi RNAs,证明mi R-196a,mi R-196b和mi R-467e在心肌细胞跳动区域的表达丰度明显低于非跳动区域(n=3,P0.05)。用Target Scan数据库对mi R-196a和mi R-196b进行靶基因预测,发现其可能与心肌细胞分化呈负相关,提示其在ESC分化命运决定中可能具有一定的调控作用。这些结果为进一步明确mi RNAs在ESC分化的心肌细胞中的作用提供了新线索。     

循环miRNAs在几种肝病检测中的研究进展

micro RNAs(mi RNAs)是一类单链非编码的内源性小RNA分子,参与细胞、组织甚至个体的生长发育。以往人们主要研究的是肝脏组织中mi RNAs在肝脏相关疾病检测中的应用,随着2008年血液中mi RNAs的发现,循环mi RNAs在疾病检测中的研究逐渐成为热点。micro RNAs普遍存在于血液中,与肝癌、肝硬化等多种肝脏疾病的发生发展密切相关。本文介绍了循环mi RNAs的来源及其特异性、稳定性等特性,简述了循环mi RNAs传统和最新的检测方法及特点,总结了循环mi RNAs在肝癌、肝炎、肝硬化、药物性肝损伤等肝脏疾病检测中的研究进展。近年研究表明循环mi RNAs检测具有采样方便、稳定性好、灵敏度高、可连续监测等优势,在肝脏相关疾病的诊断和预测中发挥了越来越重要的作用,其临床意义及应用前景已引起高度关注。本文重点综述在前人的研究结果中有望成为肝脏相关疾病诊断和预后判断的循环mi RNAs分子标志物发现目前的很多研究只是停留在实验室阶段,尚缺乏简单有效的诊断方法和统一的诊断标准,未来研究的热点应集中在如何进一步提高有潜力的mi RNAs分子标志物的敏感性、特异性和标准化,使其真正应用于临床诊断。     

小分子非编码RNA与雄性不育

小分子非编码RNA(Small non-coding RNA,snc RNA)是一类20-30个左右核苷酸长度的RNAs,不具有编码蛋白质的功能,但在调控机制方面具有广泛的生物学功能。在动物精子形成过程中有两类snc RNAs,即mi RNAs和pi RNAs起着重要调控作用,它们在动物睾丸组织中表达异常会导致精子生成障碍从而表现出雄性不育性状。综合分析了snc RNA的结构、功能以及对雄性动物生育能力的影响,以期为进一步研究snc RNA的调控机制提供参考。     

miR-365在肿瘤中的研究进展

在了解肿瘤信号通路方面虽已取得了实质性的进展,但由于肿瘤的致瘤通路、耐药性等方面的复杂性,导致仍然缺乏治疗肿瘤的有效手段。micro RNAs(mi RNAs)的发现为解决这个问题提供了新的希望。mi R-365作为mi RNAs中的重要一员,在肿瘤中频繁的异常表达已经证明其与肿瘤的发生发展及预后息息相关。因此深入研究mi R-365在肿瘤中的表达特点及与相关基因的调控关系将为了解肿瘤细胞周期、增殖、凋亡等生物学功能提供更有效的视点,为肿瘤的临床治疗提供潜在的治疗靶点。现就mi R-365在肿瘤中的表达及与信号通路之间的调控作一简要综述,以揭示mi R-365在肿瘤细胞内的表达调控情况。     

MicroRNAs与心肌细胞肌浆网钙操纵功能调控

肌浆网(sarcoplasmic reticulum,SR)钙操纵功能是心肌细胞发生、发育及成熟的重要环节之一,是心肌收缩维持心脏泵血的功能基础。多种心脏疾病发生发展与SR钙操纵功能的紊乱有关。研究表明,micro RNAs(mi RNAs)以多种作用途径参与心肌细胞SR钙操纵功能的调节以及心脏疾病的发生发展或者心脏功能的保护。该文主要围绕mi RNAs调控心肌细胞SR钙操纵及其机制的研究现状作一综述,并对mi RNAs在心脏疾病的临床诊断和治疗中的运用前景进行展望。     

水稻miR169o及其靶基因OsNF-YAs对缺水胁迫的早期表达模式

Micro RNAs(mi RNAs)是一类小的非编码RNA,在植物逆境胁迫应答中发挥重要的调控作用。mi R169可受干旱胁迫诱导表达,而过表达mi R169则可以增强植物对干旱的耐受性。然而,mi R169及其靶基因NF-YAs在水稻干旱胁迫条件下的表达动态至今尚不清楚。对水稻进行不同时间缺水处理,用q RT-PCR法定量测定了水稻根、茎、叶组织中mi R169o及其靶基因表达的动态变化。结果表明,随着缺水处理时间的增加,水稻不同组织中mi R169o表达量总体上有升高趋势;而靶基因(NF-YA1、NFYA2和NF-YA3)表达模式基本与mi R169o的表达模式相反,但并不全部对应。推测在水稻干旱胁迫早期反应中,mi R169o可能主要调控了部分特定靶基因的表达。此外,mi R169o在水稻根、茎、叶组织中的表达和丰度存在着明显的差异,具有组织特异性。     

miR-124 在消化系统肿瘤研究中的进展

消化系统肿瘤严重危害人类健康,是导致死亡的主要原因,其一直是科学研究的一个重点,也是难点。Micro RNA(mi RNA)是一类广泛存在于生物体内的内源性、非编码、单链小分子RNA,参与调控生物体的几乎所有生命活动,包括多种生理和病理活动。目前研究认为,mi RNAs参与肿瘤的发生和进展。mi R-124是mi RNAs家族的一员,是一个相当保守的mi RNA,在多种肿瘤包括消化系统肿瘤的细胞或组织中均表达下调,扮演着类似抑癌基因的角色,在该类肿瘤的发生、发展以及预后中发挥重要作用。本文就mi R-124在消化系统肿瘤研究中的进展作一综述。     

毛白杨真菌胁迫下miRNA靶基因预测和生物信息分析

目前,关于杨树在真菌胁迫下其mi RNAs对基因的调控作用研究较少。准确快速地预测并鉴定mi RNA靶基因,对揭示真菌胁迫下mi RNAs在基因调控中的作用至关重要。该文根据mi RNA的进化保守性,通过靶基因预测软件ps RNATarget,以已知的毛果杨mi RNAs为探针,与毛白杨真菌胁迫下转录组的基因序列比对,找到其中347个mi RNAs的772个靶基因,分别编码与植物激素信号传导、植物病原互作、谷胱甘肽代谢等与植物抗病密切相关的蛋白。mi R393通过转录后水平作用于靶基因,调节生长素信号以响应多种外界刺激。该研究发现了mi R393的11个靶基因,主要参与生长素介导的信号通路;其中6个靶基因(SD1-13、CYP83B1、AFB2、TIR1、AFB3和PSBR)存在差异表达,这些基因是研究mi R393的生物学功能的关键候选基因。     

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.     

microRNA-378 与肿瘤血管生成的研究进展

微小RNA(MicroRNAs,mi RNAs)是真核生物中一类长度约为21到23个核苷酸的非编码小分子单链RNA。mi RNA通过与靶m RNA 3′UTR(3′-untranslated region,3′非编码区)完全或不完全结合,抑制翻译或直接诱导其降解,发挥转录后负调控作用。mi RNA参与机体多种生理和病理过程,且可通过调控其靶标基因参与各种信号通路,影响血管生成。mi R-378属于诸多mi RNAs中的一种。目前已知mi R-378的研究主要集中在肿瘤发生及血管生成、心血管疾病和脑缺血等病理过程,其中与肿瘤发生及血管生成相关研究居多。mi R-378在不同肿瘤中的发挥的作用也不一样,在脑胶质瘤,肺癌,横纹肌肉瘤等肿瘤中发挥促癌基因的作用,在卵巢癌,胃癌,大肠癌等肿瘤中发挥抑癌基因的作用。但是,mi R-378调节肿瘤血管生成的作用机制还有待于深入研究。本文主要对mi R-378在四种肿瘤(脑胶质瘤、肺腺癌、卵巢癌和横纹肌肉瘤)中调控血管生成的相关性研究进展进行综述,以期为这些疾病的治疗和预防提供一种新的思路。     

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。     

MicroRNA在哺乳动物脂肪形成中的调控作用

间充质干细胞或前体脂肪细胞向成熟脂肪细胞分化的复杂过程对哺乳动物脂肪组织的形成和脂肪代谢至关重要。脂肪形成受激素和各种生脂转录因子的调控,这些生脂转录因子以级联转录的方式表达,促进脂肪细胞分化,最终导致成熟脂肪细胞表型的形成。micro RNAs(mi RNAs)属于small RNA家族,分子长度约为22个核苷酸。近几年研究表明,mi RNA参与了许多生物过程的调控,包括细胞分化、转录因子和/或其他基因的转录后调控。该文对mi RNAs在小鼠、人类和家畜体外模型中作为促生脂或抗生脂因子来调节脂肪生成的研究成果进行总结,以期为研究mi RNA调控哺乳脂肪生成的相关科研人员提供参考。     

microRNAs调控脓毒症Toll样受体通路研究进展

脓毒症是重症监护病房(ICU)患者死亡的重要原因。近年来,随着现代医学的发展,脓毒症救治成功率有所提高,但总的死亡例数继续增加,研究脓毒症发生机制及救治策略具有重要的临床意义。目前认为,免疫炎性反应紊乱是脓毒症的重要特征,也是脓毒症患者死亡的根本原因;Toll样受体(TLRs)炎性信号通路失调是脓毒症的重要病理生理机制;micro RNAs(mi RNAs)是其中的关键调控分子,mi RNAs对TLR信号通路组成分子的调控,包括对TLRs、TLR信号蛋白、转录因子、细胞因子及TLR信号通路的调控分子等5个水平。本文综述了近年来micro RNAs调控脓毒症Toll样受体通路的研究进展。     

植物MicroRNA介导的基因调控在作物改良中的应用潜能

植物Micro RNAs(mi RNAs)是长度约22个核苷酸的內源、单链、非编码、小分子RNA,通过降解或抑制靶m RNA介导转录后沉默。随着高通量测序技术及各种研究技术的进步,越来越多的micro RNA被测序和验证,为利用基因工程手段进行作物改良提供了丰富的候选基因资源。综述了mi RNAs在生物胁迫、非生物胁迫和植物生长发育等方面的最新研究进展,同时分析了mi RNAs介导的基因调控在作物改良中的应用潜能,并介绍了几种基于mi RNA作用机制的植物基因工程改良作物的转基因新技术,如靶基因RNAi,人工mi RNAs(ami RNAs),Target Mimics(TM),超表达mi RNA-resistant tagerts;也讨论了基于mi RNA作用机制的转基因技术所面临的风险和挑战。     

意大利蜜蜂幼虫肠道在球囊菌胁迫后期的差异表达微小RNA及其靶基因分析

【目的】蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis(简称球囊菌)是一种特异性侵染蜜蜂幼虫肠道的致死性真菌病原。微小RNA(microRNA,mi RNA)是一种在转录后水平对m RNA进行负调控的关键调控因子。本研究旨在对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica(简称意蜂)幼虫肠道在球囊菌胁迫后期的差异表达mi RNAs(DEmiRNAs)及其靶基因进行深入分析,为揭示DEmiRNAs在胁迫应答中的作用提供重要信息。【方法】利用small RNA-seq(s RNA-seq)技术对正常及球囊菌侵染的意蜂6日龄幼虫肠道(分别表示为Am CK和Am T)进行测序,通过相关生物信息学软件对DEmiRNAs进行预测和分析。利用TargetFinder软件预测DEmiRNAs的靶基因,然后利用Blast软件对靶基因进行GO和KEGG数据库的功能注释。通过Cytoscape软件构建DEmiRNAs与其靶m RNAs的调控网络。通过茎环实时荧光定量PCR(stem-loop RT-qPCR)验证测序数据的可靠性。【结果】Am CK和Am T的测序分别得到9 230 496和10 823 667条有效序列标签; Am CK vs Am T比较组中包含15个上调和6个下调mi RNAs,分别结合3 503和3 252个靶基因,它们可分别注释到40和39个GO terms以及104和99条代谢通路;进一步分析发现调控网络中的17个DEmiRNAs靶向结合116个与丝氨酸蛋白酶相关的m RNAs,14个DEmiRNAs靶向结合54个与泛素介导的蛋白水解相关的m RNAs。Stem-loop RT-qPCR验证结果显示随机选择的4个DEmiRNAs (mi R-251-x,mi R-9277-y,mi R-1672-x和mi R-4968-y)的表达量变化趋势与测序结果一致,表明测序数据真实可信。【结论】本研究率先对意蜂幼虫肠道在球囊菌胁迫后期的DEmiRNAs及其靶基因进行预测与分析,提供了mi RNAs的表达谱和差异表达信息。ame-miR-927b,mi R-429-y和mi R-8440-y等DEmiRNAs可能参与对丝氨酸蛋白酶的调控和对泛素介导的蛋白水解的调控,DEmiRNAs与靶基因之间存在复杂的调控网络关系。DEmiRNAs可参与到意蜂幼虫肠道与球囊菌间的互作。     

微RNAs(microRNAs)在支气管哮喘中的作用

MicroRNAs(mi RNAs,Mi Rs)为长约22个核苷酸的单链非编码RNAs,近年来作为炎症和恶性疾病的非侵入性生物标志物而被较多探讨。研究显示,mi Rs在支气管哮喘(简称哮喘)中发挥重要作用,参与哮喘炎症反应、气道重塑和激素抵抗等方面,但具体机制尚不明确。本文综述了近年来mi Rs在哮喘发病和调控方面的研究进展,重点阐述其在哮喘病理进展中T辅助(T helper cell,Th) 2型炎症反应、Th17型炎症反应、巨噬细胞极化、气道平滑肌细胞(airway smooth muscle cells,ASMCs)增殖和激素敏感性中的调节作用,希望能为未来哮喘的防治提供新的思路。     

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。     

LncRNA在神经发育及神经性疾病中作用的研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)是指不具有编码蛋白能力且长度大于200nt的RNA,近年来,越来越多的lnc RNAs在多种生命活动中发挥着重要的作用。已有研究发现lnc RNAs在神经发育过程中起着重要的作用,lnc RNAs可以调控神经干细胞定向分化为神经元、胶质细胞、星状细胞,lnc RNAs,还参与调控神经干细胞的分化进程;lnc RNAs表达异常与神经疾病也有密切关系。本文就lnc RNAs在调控神经细胞分化进程和在神经性疾病作用的研究新进展进行综述。