通过构建竞争性内源RNA网络识别潜在的椎间盘疾病相关circRNA

环状RNA(circRNA)可以通过竞争性结合微小RNA(miRNA),从而降低miRNA对其他靶标RNAs的抑制作用,进而间接调控其表达水平。这种竞争性关系代表了一种全新的基因调控机制,在癌症生理和发展中起重要作用。我们运用生物信息学的方法,对基因表达谱、circRNA探针谱重注释处理,并且结合MiRanda算法预测的miRNA靶点信息构建了竞争性内源RNA(ceRNA)网络,发现了五个与疾病相关的重要模块。其中通过hsa-miR-17-3p介导的CD74与hsa_circ_0001320,通过hsa-let-7a-2-3p介导的PAPSS2与hsa_circ_0000077两组ceRNA关系在椎间盘变性中起到重要的分子调控作用,从而成为潜在的临床标志物。进一步地,通过对靶基因的功能注释预测了这两个circRNA的生物学功能,其中明显与椎间盘炎症反应和骨发育相关,为临床基因检测预测疾病和药物靶点治疗提供依据并且也为椎间盘疾病的科学研究提供思路。     

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。     

竞争性内源RNA:一种全新的基因表达调控模式

竞争性内源RNA(ceRNA)假说是一种全新的基因表达调控模式:mRNA、假基因转录物和长链非编码RNA等转录物通过microRNA应答元件竞争结合相同的microRNA来调控各自的表达水平,从而影响细胞的功能.迄今为止,多家实验室已从生物信息学、细胞生物学和动物实验等层面验证了该假说.本文追溯了ceRNA假说提出的历程,讨论了ceRNA调控网络的影响因素,并提出了一些有待进一步完善的内容.ceRNA假说大大拓展了人类基因组中功能遗传信息的范畴,也为解析一些人类疾病发生的机制提供了新线索.     

竞争性内源RNA的生物学功能及其调控

最新研究表明,RNA之间可以通过竞争结合共同的microRNA反应元件(microRNA response element, MRE)实现相互调节,这种调控模式构成竞争性内源RNA(Competing endogenous RNA, ceRNA)。已发现的ceRNA包括蛋白编码mRNA和非编码RNA,其中后者包括假基因转录物、长链非编码RNA(Long non-coding RNA, lncRNA)、环状RNA(Circular RNA, circRNA)等。文章主要从ceRNA分类的角度,阐述各类ceRNA构成的调控网络发挥的生物学功能在病理和生理相关过程中的作用,以及可能影响ceRNA调控有效性的因素。     

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。     

蜜蜂球囊菌菌丝和孢子中环状RNA的鉴定及比较分析

【目的】本研究旨在明确蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis,简称球囊菌)菌丝和孢子中环状RNA(circular RNA,circRNA)的数量、种类和表达谱差异,并探讨共有circRNA、特有circRNA和差异表达circRNA(differentiallyexpressedcircRNA,DEcircRNA)在菌丝与孢子中的潜在作用。【方法】基于前期获得的球囊菌菌丝(AaM)和孢子(AaS)的高质量RNA-seq数据,利用find_circ软件预测circRNA。通过Venn分析筛选AaM和AaS的共有circRNA和特有circRNA。根据P≤0.05且|log2 fold change|≥1的标准筛选AaM vs. AaS比较组的DEcircRNA。通过比对GO和KEGG数据库对circRNA的来源基因进行功能和通路注释。利用TargetFinder软件预测circRNA靶向结合的miRNA及miRNA靶向结合的mRNA。采用Cytoscape软件对竞争性内源RNA (competing endogenous RNA,ceRNA)调控网络进行可视化...     

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-AS 1)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。     

GP73及其相关miRNA在肝癌中的研究进展

高尔基体蛋白73 (Golgi protein 73, GP73)是位于顺式高尔基体膜上的糖基化跨膜蛋白,其在肿瘤的发展进程中具有重要作用,是肿瘤治疗的潜在靶标。目前研究表明, GP73可作为辅助诊断肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的血清学标志物。随着GP73的深入研究,与GP73有关的微RNA (microRNA, mi RNA)也逐渐被挖掘出来。GP73相关mi RNA与多种肿瘤的发生、发展密切相关,其中mi R-212、mi R-27a等mi RNA能抑制HCC的侵袭及转移, GP73与mi R-27b、mi R-493-5p等能作为HCC患者预后的生物标志物。因此, GP73相关mi RNA用于肝癌的诊治是有前景的。本文总结了GP73及其相关mi RNA在肝癌发展中的作用以及机制,希望为肝癌的机制研究和诊疗提供思路。     

circRNA-miRNA-mRNA网络对心血管疾病调控作用的研究进展

近年来环状RNA (circular RNA, circRNA)与心血管疾病的关联已成为国内外学者的研究热点。该文对circRNA的生物合成及其生物学功能进行了概述,并着重综述了在心血管疾病的发生发展中,circRNA作为微小RNA (microRNA, miRNA)的"海绵",竞争性抑制miRNA与mRNA的结合,通过circRNAmiRNA-mRNA网络发挥重要调控作用的相关研究进展,为circRNA成为心血管疾病的生物学靶点提供科学依据。     

环状RNA在胃癌与结直肠癌中的功能和作为临床标志物的潜力

环状RNA（circRNA）是一种广泛存在于生物体内的新型内源性RNA。CircRNA由RNA前体可变剪接产生,比线性RNA有更好的稳定性,是最近几年RNA领域的明星分子。CircRNA来源于内含子或外显子,可充当miRNA海绵或者结合蛋白质来参与基因表达调控,甚至已发现有circRNA能编码蛋白质。越来越多的研究表明,circRNA在肿瘤（如：食管癌、肝癌、胃癌、结直肠癌和膀胱癌等）的发生发展中发挥了重要作用。近年来,circRNA在胃癌、结直肠癌的研究逐渐增加,circRNA可能成为新的生物学标志物发挥诊断和预后的作用。本文将主要介绍circRNA 在胃癌及结直肠癌的功能和作为临床标志物的研究进展。     

环状RNA：竞争性内源RNA新成员

环状RNA（circRNA）广泛存在于各种生物细胞中,具有结构稳定、丰度高和组织特异性表达等特征。最近的研究表明,一些circRNA作为竞争性内源NRNA（ceRNA）来发挥基因表达调控的作用。circRNA利用其microRNA（miRNA）应答元件结合miRNA,以阻断miRNA对其靶标表达的抑制作用,从而调控其他相关RNA的表达水平。circRNA在基因表达调控中重要作用的发现不仅丰富了人们对ceRNAiN控网络的认识,而且提示circRNA在药物开发和疾病诊治中具有良好的应用前景。     

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。     

hsa_circ_0076931可能通过hsa-miR-181a-5p影响胶质瘤发生发展

摘要 目的：探讨hsa_circ_0076931在胶质瘤中的表达及其潜在分子机制。方法：通过生物信息学分析,筛选出目的基因hsa_circ_0076931,在H4细胞系中过表达hsa_circ_0076931后进行转录组测序、生物信息学分析和验证。结果：基因本体（GO）和基因组百科全书（KEGG）结果显示：差异环状RNA（circRNAs）母基因及差异信使核糖核酸（mRNA）主要参与细胞周期、细胞分裂等生物学功能以及代谢、癌症相关和MAPK等信号通路。此外,与hsa_circ_0076931互相作用的基因主要参与细胞增殖、细胞凋亡和细胞迁移等生物功能以及MAPK、PI3K-Akt、Rap1等信号通路。hsa_circ_0076931可以下调靶基因hsa-miR-26a-5p、hsa-miR-181a-5p和hsa-miR-34a-5p表达,上调双特异性磷酸酶 5（DUSP5）、血小板衍生生长因子受体（PDGFRB）和钙通道β3亚基（CACNB3）的表达,并抑制磷酸化ERK（p-ERK）蛋白的表达。结论：hsa_circ_0076931可能通过吸附hsa-miR-181a-5p结合上调DUSP5的表达,从而抑制MAPK信号通路参与胶质瘤的发生发展过程。     

lncRNA作为竞争性内源RNA在非小细胞肺癌中的作用

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)参与肿瘤的多种生理、病理进程.研究表明,lncRNA可通过与微小RNA (microRNA, mi RNA)反应元件相互作用,并与其他RNA分子形成竞争性内源RNA (competing endogenous RNA,ceRNA)的调控网络,参与基因的表达调控.lncRNA以ceRNA方式参与非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)的发生发展过程,为揭示NSCLC的分子机理开拓了新的思路,也为NSCLC的治疗提供新的靶点.本文在课题组前期发现NSCLC相关ceRNA基础上,主要讨论lncRNA作为ceRNA在NSCLC中高表达、低表达及治疗相关方面的作用.     

环状RNA作为潜在治疗靶点在子宫内膜异位症中的调控机制

环状RNA (circular RNAs, circRNAs)属结构稳定的非编码RNA,具有miRNA海绵、与蛋白质互作等生物学功能。近年,子宫内膜异位症(endometriosis, EMs;简称内异症)中的circRNAs逐渐得到广泛研究。诸多学者通过多种生物信息学方法预测分析出EMs中差异表达的circRNAs、miRNAs及相关信号通路,并对已知的差异表达的circRNA进行敲除或过表达来探究其在上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)、雌激素介导细胞侵袭、细胞自噬与凋亡、缺氧等生物学过程中的具体调控作用。该文以差异表达的circRNAs为起点,从ceRNA轴出发,在circRNA-miRNA-mRNA网络中对参与EMs发病的相关信号通路进行全面综述,强调了circRNAs作为子宫内膜异位症潜在治疗靶点的作用,以期为内异症临床治疗提供新思路。     

环状RNA的生物学功能及其在胃肠肿瘤发生中的作用

环状RNA(circular RNA,circ RNA)是广泛存在于真核生物转录组的内源性非编码RNA.与线性RNA不同,circ RNA不易被酶解,具有更加稳定的结构.circ RNA具有微小RNA(micro RNA,mi RNA)海绵、RNA结合蛋白海绵、调节转录以及翻译蛋白质等多种生物学功能,能够在转录水平或转录后水平调节基因的表达.近期的研究发现,circ RNA在调控肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭过程中扮演着重要的角色.胃肠肿瘤是我国常见且死亡率高的恶性肿瘤,研究者在胃肠肿瘤中发现大量异常表达的circ RNA(如:hsa_circ_0014717、hsa_circ_0001017、hsa_circ_0061276、hsa_circ_0125965和hsa_circ_KLDHC10等).本文首先阐述circ RNA的形成机制和生物学功能;然后结合国内外胃肠肿瘤相关circ RNA的最新研究进展和本课题组相关研究成果,对circ RNA影响胃肠肿瘤发生的机制作一综述,并希望能以此为胃肠肿瘤的诊断和治疗提供新的理论依据.     

意大利蜜蜂工蜂中肠的环状RNA及其调控网络分析

【目的】环状RNA(circRNA)在可变剪接、转录调控和来源基因的表达调控等方面具有重要功能。本研究旨在分析意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂中肠circRNA的数量、种类、结构特征和作用,并通过构建和分析circRNA的调控网络探索circRNA的调控功能。【方法】在实验室条件下人工饲养意大利蜜蜂工蜂,利用circRNA-seq技术对意大利蜜蜂7和10日龄成年工蜂中肠样品进行深度测序。利用find_circ软件从质控后的数据中预测circRNA。通过BLAST比对GO和KEGG数据库,对circRNA的来源基因进行功能和代谢通路注释。利用TargetFinder软件预测circRNA靶向结合的miRNA及miRNA靶向结合的mRNA,通过Cytoscape v.3.2.1软件对circRNA-miRNA和circRNA-miRNA-mRNA调控网络进行构建及可视化。通过设计背靠背引物和线性扩增引物RT-PCR对预测出的circRNA进行验证。【结果】意大利蜜蜂工蜂中肠样品的测序平均得到136 463 071条clean reads,去除rRNA后各样品的anchor reads均在136 779 122条及以上。共预测出10 833个circRNA,长度主要介于15~1 000 nt;上述circRNA的类型丰富,其中已注释的外显子circRNA数量最多,分布在西方蜜蜂1号染色体的circRNA数量最多,其次为8号染色体。CircRNA的来源基因可注释到包括结合、细胞进程和细胞在内的45个GO条目,以及包括内吞作用、内质网蛋白加工及核糖体在内的121条KEGG代谢通路,表明circRNA在意大利蜜蜂工蜂中肠的生长、发育、新陈代谢和细胞生命活动等生物学过程中发挥重要作用。进一步构建circRNA-miRNA和circRNA-miRNA-mRNA调控网络,分析结果显示部分circRNA可能作为竞争性内源RNA吸附结合microRNA,从而调控基因的表达水平。最后,对随机选择的3个circRNA的RT-PCR结果验证了其真实存在。【结论】本研究对意大利蜜蜂工蜂中肠中的circRNA进行预测、分析及鉴定。研究结果提供了中肠circRNA的数量、种类、结构特征、作用和调控网络的信息,揭示了circRNA可能通过作用于来源基因和作为竞争性内源RNA在意大利蜜蜂工蜂中肠的生长发育和免疫防御中发挥作用,为深入研究circRNA在意大利蜜蜂中肠发育及胁迫响应过程中的功能奠定了基础。     

DLX6-AS1通过竞争性结合miR-15上调Caspase-1诱导巨噬细胞焦亡

为探讨长链非编码RNA (long noncoding RNA, lncRNA) DLX6-AS1在巨噬细胞焦亡中的作用及相关机制,采用生物信息学分析、实时荧光定量PCR和双荧光素酶报告基因实验等,在THP-1巨噬细胞中分析并验证lncRNA DLX6-AS1下游微RNA (microRNA, mi RNA)及mi RNA的下游靶基因;通过免疫荧光染色等实验检测DLX6-AS1/miR-15/caspase-1轴对巨噬细胞焦亡的影响。结果显示, DLX6-AS1在焦亡巨噬细胞中表达上调,敲降DLX6-AS1可抑制巨噬细胞焦亡,但这种抑制作用被mi R-15抑制剂逆转; mi R-15通过调控其靶基因caspase-1表达,抑制巨噬细胞焦亡。本研究表明, DLX6-AS1通过竞争性结合mi R-15,解除mi R-15对其靶基因caspase-1的抑制作用,从而诱导巨噬细胞焦亡,这将丰富lncRNA调控巨噬细胞焦亡的理论基础。     

lncRNA与miRNA相互调控作用及其与肿瘤的关系研究

长链非编码RNA (long non-coding RNA,lncRNA)是一类转录本长度大于200 bp的非编码RNA,可作为人类基因组中一类重要的调控分子通过多种方式发挥其生物学功能.近年来的研究表明,lncRNA也可以作为一种竞争性内源性RNA (competing endogenous RNA, ceRNA) 与miRNA相互作用,参与靶基因的表达调控,并在肿瘤的发生发展中发挥重要的作用.本综述在简要介绍lncRNA功能研究现状和主要研究方法的基础上,进一步分析了lncRNA与miRNA之间的互相调控关系及其在肿瘤发生发展中的作用,以便为后续的研究提供新的思路.     

非编码RNA与竞争性内源RNA调控网络在慢性阻塞性肺疾病中的研究进展

非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA)与竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)调控网络是近几年国内外医学行业的研究热点之一,它们通过多环节、多因素、多靶点调控,直接或间接参与多种疾病的基因组转录或转录后调控过程。慢性阻塞性肺疾病是一种持续性气流受限的呼吸慢性疾病,该文对ncRNA与ceRNA调控网络在慢性阻塞性肺疾病中的研究近况进行归纳总结,为今后慢性阻塞性肺疾病的临床诊治开辟崭新的研究角度与方法。