结肠癌中核内miRNA的激活调控作用研究

为了探究增强子介导的核内miRNA在结肠癌发生中的作用,本研究筛选了结肠癌中的差异表达的miRNA数据、结肠的特异性增强子数据、结肠癌中差异表达基因数据,利用细胞核内miRNA靶向增强子预测算法,筛选miRNA调控的结肠特异性增强子;利用增强子靶基因预测数据,筛选核内miRNA调控的差异表达靶基因,并且构建核内miRNA-靶基因网络,并通过网络的分析和筛选获得结肠癌中关键的致病基因,同时对网络中的靶基因进行GO的功能注释。结果表明,我们所构建的核内miRNA-激活调控靶基因网络包含miRNA-靶基因关系对2 121个,259个节点,其中包含34个下调基因、183个上调的基因,7个下调的miRNA,35个上调的miRNA。而后我们分析了网络进行的节点度的整体分布情况,发现网络中大部分的节点的度都是小于10的,仅有少量miRNA结合和部分的差异表达基因节点的度大于10。核内miRNA主要通过激活调控了一些应激反应相关的功能和,同时,抑制调控了细胞周期、细胞凋亡、细胞死亡巨噬细胞代谢等相关功能,通过激活和抑制相关功能诱发结肠癌的发生。从核内miRNA的激活调控角度研究结肠癌的发病机制,是对原有细胞浆中miRNA抑制调控机制的补充,也为结肠癌的系统研究提供了新的视野。     

乳腺癌致病microRNA调控网络的识别与生物信息学分析

目的:构建并解析乳腺癌致病microRNA(miRNA)调控网络,探究其在乳腺癌发生发展中的调控机制。方法:整合TCGA、ENCODE、Fantom等公共数据库资源,得到miRNA、转录因子和基因候选调控关系数据,结合差异表达、变异系数与PCA,构建乳腺癌miRNA调控网络,解析调控网络的度中心性与聚类系数,使用DAVID进行功能富集分析,构建Cox回归模型作生存曲线。结果:共识别miRNA调控网络262个,其中包含5个显著差异表达miRNA,8个转录因子和130个基因。通过功能富集分析发现这些miRNA靶基因显著参与细胞周期、细胞分化、细胞生长、转移等转录后调控的肿瘤生物进程,并与FoxO信号通路、p53信号通路、基因监测通路等信号通路高度相关。通过分析生存曲线发现hsa-mir-144与hsa-mir-133a-2显著与乳腺癌患者生存相关。结论:识别的乳腺癌致病miRNA调控网络中miRNA之间有相互作用,且网络整体功能不仅受hub网络影响,也受元件自身特性影响,这些miRNA靶基因显著富集于肿瘤相关生物学进程与信号通路中。     

生物信息学新方法鉴定乳腺癌增强子并分析其潜在功能

乳腺癌是威胁女性生命的一大危险因素。激活与癌症发生发展和细胞多能性相关的增强子或抑制维持细胞命运的增强子均可导致“细胞身份危机”,使细胞趋向去分化状态进而癌变。本研究运用新的生物信息学方法,通过深入分析癌症基因组图谱(the cancer genome atlas, TCGA)数据库的乳腺癌全转录组测序数据,鉴定乳腺癌相关增强子并量化增强子RNA(enhancer RNA, eRNA),预测其对靶基因的调控活性,同时探讨活性异常增强子在乳腺癌发生发展过程中的潜在作用。在112对乳腺癌患者的肿瘤与癌旁组织中鉴定得到47 921个eRNAs,其中4 830个eRNAs在肿瘤和癌旁组织间存在显著的表达差异,有666个差异表达eRNA的增强子位点与已知的乳腺癌相关基因组变异位点重叠。通过计算转录因子与增强子位点结合的亲和力发现部分增强子突变位点可能导致转录因子亲和力改变,影响增强子活性及其对下游基因的表达调控。通过稀疏优化模型预测增强子与靶基因的调控关系,进一步评估异常增强子对乳腺癌相关基因表达的影响。综合上述分析,本研究提供了一种新的分析流程,系统分析了乳腺癌相关增强子,发掘了乳腺癌增强子相...     

人（Homo sapiens）海马神经元microRNA调控网络的构建及其基本性质研究

目的：建立人海马神经元中的分子相互作用调控网络,研究miRNA在这个网络中是如何与其他信号通路相互作用并形成更复杂的生物网络,以及miRNA对网络中其靶点的调控如何影响生物网络的性质。方法：通过对已发表文献实验数据的挖掘分析,获得了哺乳动物海马神经元中主要信号通路的580个组分的一组相互作用数据,以及海马神经元中的miRNA表达谱。使用PITA,Miranda,TargetScan三个miRNA靶点预测软件计算出了这580个组分中的345个miRNA靶点。使用cytoscape对这些相互作用数据建立网络并对其性质进行计算分析。结果：建成了海马神经元中一个包含633个节点1653条边的miRNA调控网络,该网络中转录因子,adapter,酶更多的受到miRNA调控。结论：人海马神经元中,miRNA主要通过对转录因子,adapter和酶进行调控,与其他信号通路相互作用形成了一个更加复杂的网络,新形成的网络的集群系数,网络异质性,网络中心化程度,平均最短路径长度,平均邻点数都发生了变化。     

肝癌中增强子调控miRNA前馈环路的识别与功能分析

先前研究表明前馈环路(Feed-forward loops,FFLs)作为重要的网络单元在肿瘤疾病的发生发展中起着重要作用。microRNA(miRNA)、增强子、转录因子三类调控元件已被文献证实与肝肿瘤密切相关,然而三者形成何种FFL以及在肝癌中的特征目前并不清楚。基于肝癌细胞HepG2的DNase高敏位点以及H3K4me1、H3K27ac、H3K4me3三类组蛋白修饰信息的ChIP-seq数据识别了5 055个肝癌特异的增强子。此外,基于超几何检验及元件调控关系识别了2 070个TF-enhancer-miRNA FFL并对其中miRNA的靶基因进行了GO与KEGG功能富集分析。富集结果显示FFL中miRNA的靶基因显著富集于肿瘤或肝癌相关信号通路与生物进程。其中hsa-miR-574参与了99个FFL且在HepG2细胞中高表达,显著富集于已知的与抑制肝癌细胞增殖相关的cAMP信号通路。初步探讨了以增强子-miRNA为核心的FFL在肝细胞癌中的特征与功能,有望为基于网络模体为单位的肝肿瘤标志物识别奠定理论与数据基础。     

hMAM启动子／增强子调控表达载体构建和调控作用

目的构建人乳腺珠蛋白（human mammaglobin,hMAM）启动子／增强子调控报告基因表达载体,探讨hMAM启动子／增强子序列在乳腺癌细胞中的特异性调控作用。方法应用PCR技术,从基因组DNA中扩增出hMAM启动子／增强子DNA序列,构建于PGL3报告基因上游,分别转染体外培养的乳腺癌细胞MDA—MB-415、T47D及胃癌细胞7901,分析启动子和增强子序列对乳腺癌细胞的基因表达调控作用。结果酶切图谱分析、DNA序列测定表明成功构建hMAM启动子／增强子调控的表达载体;荧光素酶报告基因检测结果分析表明,hMAM启动子／增强子能够调控报告基因的表达。结论hMAM启动子／增强子,在MDA—MB-415乳腺癌细胞具有调控基因表达的作用;     

中国地鼠口腔颊黏膜癌中miRNA与mRNA表达谱的关联分析

目的构建中国地鼠口腔颊黏膜癌(OSCC)中差异表达的miRNA和mRNA表达谱,初步预测与OSCC发生发展相关的miRNA和mRNA。方法运用新一代高通量测序技术构建miRNA和mRNA表达谱,通过Gene Ontology功能富集和KEGG Pathway分析预测与OSCC发生发展相关的miRNA和mRNA。结果成功构建中国地鼠口腔颊黏膜癌中差异表达的miRNA和mRNA表达谱,共发现11个已知miRNA、3个新miRNA显著性差异表达和194个mRNA差异表达,且一个miRNA可调控多个mRNA,多个miRNA靶向调控某个mRNA。结论本实验OSCC中差异表达的miRNA通过调控mRNA形成复杂的调控网络,在口腔癌的发生发展中发挥重要作用,为口腔癌的发生、发病机制,及临床治疗及预后判断提供理论依据。     

循环microRNAs的外泌形成机制及其对乳腺癌侵袭和转移的影响

目前乳腺癌的临床诊疗主要依赖影像学和相对较少的预后/预测指标(如雌激素受体、孕激素受体、HER2等).这些生物标志物主要是基于原发肿瘤病灶的生物学检测,可用于转移或复发的检测指标很少,尤其是在切除肿瘤原发灶后,复发监测很困难.循环cell-free microRNAs(circulating cf-miRNAs,或简称circulating miRNAs)的发现为改变现有乳腺癌临床诊疗模式提供了可能.Cell-free miRNA通过外泌体、微囊或转运蛋白的主动外泌机制,可能在循环miRNA的形成中起着重要作用.Cell-free miRNA特别是circulating miRNA不仅自身可以作为信号分子影响肿瘤细胞和组织微环境,而且还可以与其他信号通路发生交互通讯来调控肿瘤部位新生血管的形成和肿瘤细胞表型的上皮-间质转换,影响乳腺癌的侵袭和转移.本文综述了循环miRNA的特征与分泌机制,特别是乳腺癌相关的循环miRNA参与作为一种液体活检生物标志物在乳腺癌诊断、预后评价和疗效评估的临床意义.     

血管形成过程中典型lncRNA-miRNA调控轴研究进展

在多种生理或病理活动中,均存在血管形成的过程。在血管形成的过程中,多种长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)与微小RNA(microRNA,miRNA)对参与血管形成的内皮细胞或内皮祖细胞功能发挥调控作用,而其中lncRNA与miRNA之间的调控网络尚未完全明确。通过探索lncRNA-miRNA调控轴,可以为构建调控网络提供支撑,为调控血管形成提供新的思路与方案。本文综述了在血管形成过程中发挥调控作用的典型lncRNA-miRNA调控轴机制。