miR-29a靶基因预测及其相关生物信息学分析

目的:通过对miR-29a进行靶基因预测及相关生物信息学分析,为miR-29a靶基因的实验验证提供数据支持,以期为深入研究miR-29a的生物学功能和调控机制提供理论指导。方法:利用PubMed检索miR-29a相关文章,通过miRBase在线工具分析miR-29a序列。应用TargetScan及miRNAda两种计算方法预测miR-29a靶基因并取其交集作为分析的基因集合,分别进行基因本体(gene ontology,GO)中的分子功能和生物学过程以及KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)生物通路富集分析。结果:(1)miR-29a序列在多物种间具有高度保守性。(2)两种方法预测miR-29a靶基因交集共191个。(3)miR-29a靶基因GO分子功能集中于转录因子活性、DNA结合和钙离子结合等(P0.05);miR-29a靶基因GO生物学过程集中于调控转录、细胞粘附、细胞增殖与凋亡等(P0.05);KEGG生物通路主要富集于PI3K-AKT信号通路、JAK-STAT信号通路、T细胞受体信号通路和胰岛素信号通路等信号转导通路,以及肺小细胞癌和子宫内膜癌等疾病通路(P0.05)。结论:miR-29a可能通过参与多个靶基因信号通路的调控,在机体的多种生理病理过程中发挥重要作用,是一个颇有研究价值的生物学靶标。     

miR-15a靶基因的预测及生物信息学分析

目的:对目前研究较为广泛的miR-15a的靶基因进行预测及相关生物信息学分析,以期为miR-15a靶基因的实验验证提供数据支持,并为深入研究miR-15a的调控机制及生物学功能奠定基础和提供理论指导。方法:选择TargetScan5.1与PicTar两种计算方法预测miR-15a的靶基因的交集作为分析的基因集合,分别进行GO注释描述、GO富集分析和生物通路富集分析。结果与结论:预测靶基因集合分别富集在转录调控、蛋白质修饰、细胞周期等生物学过程和蛋白激酶活性等分子功能上(P0.01);经典miR-15a预测靶基因集合显著富集于KEGG通路数据库中的Wnt信号通路、细胞周期和p53信号通路等5个信号转导通路及前列腺癌、慢性髓细胞性白血病、黑素瘤等7个疾病通路中(P0.05)。     

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。     

牦牛miR-383的靶基因预测及生物信息学分析

MicroRNAs (miRNAs)是一类非编码的小分子单链RNA,通过与靶基因的mRNA结合,抑制mRNA的翻译,参与多种生物学过程.本实验室前期通过高通量测序发现90日龄牦牛胚胎的背最长肌中miR-383的表达量显著高于成年牦牛.为探究miR-383在牦牛骨骼肌发育中的分子功能和机制,本研究对miR-383的靶基因进行预测,并进行生物信息学分析.通过TargetScan、miRDB和miRanda 3个软件预测了miR-383的靶基因,然后合并miRTarbase数据库中已被证实的靶基因作为基因集,分别用DAVID和KOBAS3.0在线软件对基因集进行功能注释(GO分析)和Pathway信号通路富集分析.结果 表明,牦牛miR-383序列在各物种间高度保守,靶基因功能富集于CD8阳性T细胞增殖的调控、核糖核蛋白复合物定位和负调控T细胞分化等生物学过程.信号通路分析发现靶基因的信号通路显著富集于PI3K-Ak、AMPK、FoxO和Focal adhesion等与肌肉发育相关的信号通路中.该研究结果将为miR-383功能及调控机制的深入研究提供参考依据,也为解析牦牛肌肉发育的分子机制提供新的研究方向.     

Hsa-miR-210-5p靶基因预测及其相关信号通路的生物信息学分析

为深入研究miR-210-5p的调控机制及生物学功能提供理论机制,应用生物信息学方法分析miR-210-5p序列,预测其靶基因,用Veney2.1.0绘制韦恩图得到靶基因集合,并对其靶基因集合进行蛋白质互作分析,GO功能注释分析和KEGG Pathway分析。结果发现,已知的成熟miR-210-5p序列在各物种间高度保守。蛋白质互作分析显示,miR-210-5p预测靶基因所编码蛋白质间相互作用关系较复杂,尤其是靶基因CDK8、MED18、MED13等编码的蛋白质,在互作中起关键作用。GO分析发现其靶基因集合可能参与细胞组分、分子功能、生物调节等生物学过程;KEGG pathway分析发现其靶基因集合主要富集在MAPK、VEGF、癌症、甲状腺激素信号通路等信号通路。miR-210-5p调控靶基因参与多种重要的生物学过程,为后续研究提供了线索。     

microRNA-151-5p在肾血管性高血压大鼠血管内皮细胞中的表达及意义

目的:研究microRNA-151-5p(miR-151-5p)在两肾一夹(2K1C)肾血管性高血压大鼠中的表达,并为miR-151-5p参与调节血管内皮细胞功能提供理论依据。方法:建立2K1C大鼠模型,获得胸主动脉血管内皮,采用荧光定量PCR技术检测血管内皮细胞中miR-151-5p的表达,通过数据库及生物信息学软件预测miR-151-5p的靶基因,并对靶基因进行GO富集和KEGG pathway分析。结果:与假手术组大鼠相比较,实验组大鼠胸主动脉血管内皮细胞miR-151-5p的表达量显著升高(P0.05)。GO分析显示miR-151-5p的靶基因参与蛋白加工水解、Notch受体加工等多种生物学功能(P0.01);KEGG pathway分析显示miR-151-5p的靶基因参与Notch信号通路、血管平滑肌收缩、代谢途径、细菌感染和RNA转运等信号通路。结论:2K1C大鼠血管内皮细胞中miR-151-5p表达升高,可能通过对其靶基因APH1A的调控参与血管内皮细胞功能调节。     

鸡miR-21的组织表达谱及其功能预测分析

已知miR-21在多种生物学过程中发挥重要的调控作用,然而有关鸡miR-21功能的研究尚未见报道。为了解鸡miR 21的潜在生物学功能,采用qRT-PCR检测了固始鸡5个发育阶段、15种组织中miR-21的表达情况。同时,利用Pictar和TargetScan算法预测了miR-21的靶基因并对预测的靶基因进行了Gene Ontology分析和通路分析。结果显示,miR-21的表达具有明显的时序特征,除14胚龄鸡的小脑和腺胃外,胚胎期各组织中miR-21的表达水平均显著低于出壳后对应组织的表达水平;出壳后鸡的下丘脑、大脑、小脑、小肠、肝脏、胸肌和肾脏等组织中miR-21的表达水平随发育进程均显著上调。生物信息学分析显示,预测的miR-21的靶基因在基因表达调控、大分子代谢调控、转录调控、细胞代谢调控、细胞衰老和增殖、呼吸系统发育、骨骼发育、心脏发育和神经系统发育等广泛的生物学过程中显著富集。总之,鸡miR-21为广泛性时序表达miRNA,可能参与鸡出壳后诸多器官发育相关的生物学过程的调控。     

Hsa-miR-10a-5p靶基因预测及生物信息学分析

利用生物信息学对miR-10a-5p的靶基因进行预测及相关分析,为miR-10a-5p靶基因的实验验证及其调控机制提供理论基础。通过miRBase获取并分析人、大鼠,小鼠等物种的miR-10a-5p的碱基序列特征;使用在线数据库Targetscan7.1,miRDB,mirDIP和DIANA TOOLS等预测miR-10a-5p的靶基因,并用Venny 2.1绘制韦恩图取交集。用在线工具DAVID对交集靶基因进行GO功能注释和KEGG pathway分析。结果表明miR-10a-5p成熟序列在各物种间高度保守。获得的79个靶基因在分子功能上主要涉及染色质结合,转录活性激活等,并显著富集于肝脏发育,脂肪组织发育等生物学过程,涉及cAMP信号通路,TNF信号通路及AMPK信号通路。miR-10a-5p通过调控靶基因参与了生命活动和疾病过程中多个方面,尤其生长发育和癌症过程,为进一步研究提供了生物学基础。     

生物信息学分析及预测miR-17-92的分子调控网络

miR-17-92是一个高度保守的基因家簇,参与哺乳动物多个器官发育并与多种实体瘤的发生密切相关。运用多个在线数据库,发现了miR-17-92的上游转录因子及下游靶基因间的多个前馈和反馈环路。并对参与miR-17-92调控环路的基因进行功能聚类分析,进而绘制出miR-17-92的核心调控网络图。结果提示miR-17-92与其上游转录因子共调控的靶基因可能参与了生物体的细胞周期调控,迁移、凋亡、激素应答、免疫系统发育等多种生物学过程,KEGG pathway分析提示其还与多种肿瘤 信号通路密切相关。因此,对miR-17-92分子调控网络生物信息学的分析可以有助于理解其在细胞发育和肿瘤发生过程中的作用机制并为后续实验验证提供良好的指导。     

牦牛miR-378前体克隆及组织表达分析

旨在克隆牦牛miR-378的前体序列,阐明其组织表达规律,结合bta-miR-378靶基因的生物信息学预测和分析,探讨miR-378在牦牛生长发育过程中的调控功能。采用PCR方法成功克隆类乌齐牦牛miR-378前体序列,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测miR-378-3p在各组织中的表达模式,结合生物信息学软件TargetScan、DAVID以及数据库NCBI、miRbase等对miR-378进行保守性分析、靶基因预测及其生物学功能分析。结果表明,miR-378在各物种间高度保守,且miR-378-3p在各组织中广泛表达,其中在臀大肌中表达水平最高,显著高于其他组织(P<0.01),在臀脂中的表达高于卵巢、大脑、乳腺和肝脏。获得的272个靶基因主要参与细胞分化、细胞发育、大分子代谢等多个生物学过程,涉及孕酮介导的卵母细胞成熟、促性腺激素释放激素(GnRH)信号通路等,由此推测,miR-378可能在卵泡发育、卵母细胞成熟过程中起关键作用,进而影响母牦牛的繁殖性能。     

miR-335靶向Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶1对卵巢癌细胞增殖的影响

目的: 探讨miR-335 靶向Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶1(rho associated coiled-coil forming protein kinase 1,ROCK1)对卵巢癌细胞系SKOV3增殖的调控作用。方法:(1)选取卵巢癌细胞系SKOV3及人正常卵巢上皮细胞系IOSE80,采用RT-PCR检测各组细胞中miR-335表达;采用Western blot检测各组细胞中ROCK1蛋白表达;(2)选取卵巢癌细胞系SKOV3,分别转染miR-335 mimic及mimic control,采用RT-PCR检测细胞中miR-335表达;(3)选取卵巢癌细胞系SKOV3,将SKOV3荧光素酶报告载体与miR-335 mimic共转染,采用荧光素酶活性实验验证miR-335对SKOV3的靶向作用;(4)选取卵巢癌细胞系SKOV3,分为3组,即SKOV3组(转染mimic control)、miR-335 mimic组(转染miR-335 mimic)及miR-335 mimic+ROCK1组(共转染miR-335 mimic+ROCK1),采用MTT法检测各组细胞增殖活性,采用Western blot检测各组细胞中ROCK1蛋白表达,采用RT-PCR检测细胞中Cyclin D1表达。结果: (1)RT-PCR结果显示,卵巢癌细胞SKOV3中miR-335表达显著低于人正常卵巢上皮细胞IOSE80(P < 0.05);Western blot结果显示,卵巢癌细胞SKOV3中ROCK1蛋白表达显著高于人正常卵巢上皮细胞IOSE80(P < 0.05);(2)RT-PCR结果显示,转染miR-335 mimic可使卵巢癌细胞SKOV3中miR-335表达上调,与转染mimic control相比较差异具有统计学意义(P < 0.05);(3)双荧光素酶活性检测结果显示,miR-335 mimic可显著抑制野生型ROCK1-Wt报告载体的荧光素酶活性,但对突变型ROCK1-Mut报告载体的荧光素酶活性并无显著抑制作用;(4)转染miR-335mimic后,卵巢癌细胞SKOV3增殖活性及Cyclin D1表达较阴性对照组显著降低(P < 0.05);而转染miR-335 mimic+ROCK1后,卵巢癌细胞SKOV3增殖活性及Cyclin D1表达较单纯转染miR-335 mimic组显著提高(P < 0.05),但仍显著低于阴性对照组(P < 0.05)。Western blot检测结果显示,转染miR-335mimic后,卵巢癌细胞SKOV3中ROCK1蛋白表达较阴性对照组显著降低(P < 0.05);而转染miR-335 mimic+ROCK1后,ROCK1蛋白表达较单纯转染miR-335mimic组显著增高(P < 0.05),且显著高于阴性对照组(P < 0.05)。结论: miR-335可通过靶向ROCK1抑制卵巢癌细胞系SKOV3增殖。     

MARVELD1调控内含子miR-186、miR-335表达的研究

目的:前期研究发现,MARVELD1(具有囊泡运输和膜连接功能的MAL及相关蛋白1)在多种肿瘤细胞中表达下调,许多micro RNAs也随其发生变化。本研究探讨了MARVELD1调控mi R-186和mi R-335的表达方式。方法:本研究选取了多种肺癌细胞系,运用q RT-PCR的方法检测了MARVELD1以及mi R-186和mi R-335的表达情况,通过MARVELD1过表达体系和si RNA干扰MARVELD1表达的体系分析mi R-186和mi R-335表达变化情况,运用生物信息学网站对mi R-186和mi R-335进行分析,确认其是否为内含子mi RNA,并进一步应用MARVELD1过表达和RNAi体系检测MARVELD1对mi R-186和mi R-335的宿主基因的影响。结果:在肺癌细胞中,MARVELD1与mi R-186、mi R-335的表达呈现明显的正相关。在过表达MARVELD1之后,mi R-186、mi R-335出现高表达;当下调MARVELD1表达时,mi R-186、mi R-335则表现低表达。生物信息学分析发现mi R-186和mi R-335均为内含子mi RNA。进一步分析MARVELD1与mi R-186和mi R-335宿主基因的表达关系显示,MARVELD1可以上调它们的宿主基因的表达。结论:上述结果表明,MARVELD1可通过影响内含子mi R-186和mi R-335的宿主基因进而调控二者的表达,为进一步研究MARVELD1影响肿瘤细胞的发生机制奠定了基础。     

Hsa-miR-125b在人胃癌耐药细胞株中的表达及其靶基因的功能分析

研究表明, Hsa-miR-125b在人胃癌耐氟尿嘧啶细胞株BGC823/Fu中表达下降。为进一步探讨hsa-miR-125b在获得性耐药中所起的作用, 文章应用miRbase、靶基因预测软件、Gene Ontology数据库及KEGG数据库对hsa-miR-125b的序列特征、进化保守性、靶基因及功能以及靶基因所参与的信号通路等进行了深入的生物信息学分析。结果显示：has-miR-125b在多个物种之间具有高度序列保守性; 通过软件预测获得hsa-miR- 125b 靶基因79个, 其分子功能包括转录调节、蛋白质结合和肽酶类活性等(P<0.001), 其所参与的生物学过程主要有细胞周期、细胞增殖、细胞凋亡的正性或负性调控以及细胞因子刺激反应性、药物反应性、DNA损伤反应性等(P<0.001), 调控包括MAPK、Wnt、p53等多条信号转导通路(P<0.01)。上述结果表明hsa-miR-125b可能参与调控多个生物学过程和信号转导通路, 而其中细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期等生物学过程以及MAPK、Wnt、p53等信号通路已被证实与肿瘤耐药的发生有关。因此, hsa-miR-125b可能通过调控上述环节中的靶基因来影响肿瘤细胞对药物的敏感性, 从而为hsa-miR-125b在肿瘤耐药中的作用机制提供新的研究线索。     

食道癌组织miR-21、miR-182表达与临床病理特征及预后的关系

目的:探讨食道癌组织微小RNA-21(miR-21)、微小RNA-182(miR-182)表达与临床病理特征及预后的关系。方法:选取2011年4月到2013年7月期间在我院接受手术治疗的食道癌患者84例,取患者的癌组织和癌旁正常组织作为检验标本,比较癌组织和癌旁正常组织中miR-21、mi R-182的表达水平,并分析食道癌组织中mi R-182、mi R-21的表达与临床病理特征及预后的关系。结果:癌组织中mi R-21、mi R-182的相对表达量明显高于癌旁正常组织,差异有统计学意义(P<0.05)。食道癌组织中mi R-21的表达与淋巴结转移、临床分期有关(P<0.05),与性别、年龄、分化程度、肿瘤大小无关(P>0.05);食道癌患者癌组织中miR-182的表达与年龄、性别、肿瘤大小无关(P>0.05),与分化程度、临床分期、淋巴结转移有关(P<0.05)。食道癌癌组织中miR-21、miR-182高表达患者的中位生存时间均低于低表达患者,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:食道癌组织mi R-21、mi R-182表达与患者的部分临床病理特征及预后有关,两者有望成为食道癌新的治疗靶点。     

MicroRNA-10a promotes epithelial-to-mesenchymal transition and stemness maintenance of pancreatic cancer stem cells via upregulating the Hippo signaling pathway through WWC2 inhibition

MicroRNAs (miRNAs)-mediated cancer stem cells (CSCs) have drawn wide attention. This study aimed to probe the role of miR-10a in epithelial–mesenchymal transition (EMT) and stemness maintenance of pancreatic CSCs (PCSCs). Differentially expressed miRs and genes in pancreatic cancer (PC) were predicted via an online database, and the miR-10a and WW and C2 domain containing 2 (WWC2) expression were identified via a comparative study in PC and pancreatitis tissues. PCNCs were isolated and identified, and then the functional roles of miR-10a and WWC2 in proliferation, invasion, migration, self-renewal, colony formation abilities, EMT, and stemness maintenance of PCNCs were determined. The effects of miR-10a on tumor growth in vivo were studied by performing a xenograft tumor in nude mice. Consequently, miR-10a was highly expressed while WWC2 was lowly expressed in PC tissues. miR-10a could target WWC2 expression. miR-10a inhibition reduced EMT and stemness maintenance of PCSCs via enhancing WWC2 expression. The in vitro results were reproduced in in vivo studies. miR-10a promoted EMT and stemness maintenance of PCSCs via activating the Hippo signaling pathway. Our study provided evidence that miR-10a inhibition reduced EMT and stemness maintenance of PCSCs via upregulating WWC2 expression and inhibiting the Hippo signaling pathway.     

The lncRNA SNHG15/miR-18a-5p axis promotes cell proliferation in ovarian cancer through activating Akt/mTOR signaling pathway

Here, we report the expression pattern, function and regulatory mechanism of SNHG15 together with miR-18a-5p micro RNA in ovarian cancer (OC) for the first time. We recruited 20 patients and took normal ovarian tissues and ovarian tumor tissues from them. We used cell culture, transfection, in vivo tumor xenograft assay, and multiple types of detection assays to investigate the expression and regulation of long noncoding RNA (lncRNA) SNHG15/miR-18a-5p in ovarian tissues and cells. Results: We found that the messenger RNA expression level of SNHG15 was significantly higher and miR-18 was decreased in ovarian cancer tissues and in OC cells. Functional experiments showed that SNHG15 overexpression potentiated the migration and invasion of OC cells, while SNHG15 inhibition reduced the tumor proliferation, which was restored via overexpression of miR-18a. SNHG15 was found to directly target and suppress the expression of miR-18a. Our results illustrate the possible molecular mechanism of lncRNA SNHG15/miR-18a-5p functions in cell proliferation in OC. SNHG15/miR-18a promoted the progression of OC cells via the protein kinase B/mammalian target of rapamycin signaling pathway.     

Oncogenic miRNA-182-5p Targets Smad4 and RECK in Human Bladder Cancer

Onco-miR-182-5p has been reported to be over-expressed in bladder cancer (BC) tissues however a detailed functional analysis of miR-182-5p has not been carried out in BC. Therefore the purpose of this study was to: 1. conduct a functional analysis of miR-182-5p in bladder cancer, 2. assess its usefulness as a tumor marker, 3. identify miR-182-5p target genes in BC. Initially we found that miR-182-5p expression was significantly higher in bladder cancer compared to normal tissues and high miR-182-5p expression was associated with shorter overall survival in BC patients. To study the functional significance of miR-182-5p, we over-expressed miR-182-5p with miR-182-5p precursor and observed that cell proliferation, migration and invasion abilities were increased in BC cells. However cell apoptosis was inhibited by miR-182-5p. We also identified Smad4 and RECK as potential target genes of miR-182-5p using several algorithms. 3′UTR luciferase activity of these target genes was significantly decreased and protein expression of these target genes was significantly up-regulated in miR-182-5p inhibitor transfected bladder cancer cells. MiR-182-5p also increased nuclear beta-catenin expression and while Smad4 repressed nuclear beta-catenin expression. In conclusion, our data suggests that miR-182-5p plays an important role as an oncogene by knocking down RECK and Smad4, resulting in activation of the Wnt-beta-catenin signaling pathway in bladder cancer.     

Up-regulation of microRNA-335-5p reduces inflammation via negative regulation of the TPX2-mediated AKT/GSK3β signaling pathway in a chronic rhinosinusitis mouse model

Chronic rhinosinusitis (CRS) is featured with chronic symptoms of inflammation or infection in the nasal and sinus tissues. MicroRNAs (miRNAs/miRs), such as dysregulated expression of miR-125b and miR-26a, has been previously demonstrated to be related to CRS. The present study is intended to define the role of miR-335-5p in inflammation and the related mechanism in a mouse model of CRS. The differentially expressed genes associated with CRS were screened by microarray analysis. The targeting relationship between miR-335-5p and TPX2 was analyzed by target prediction program and dual luciferase reporter gene assay. The mouse model of CRS was established, and mice were introduced with miR-335-5p mimics, miR-335-5p inhibitors, or siRNA against TPX2 to explore the regulatory functions of miR-335-5p. The regulatory effect of miR-335-5p on inflammation with the involvement of the AKT signaling pathway was also analyzed with the expression of inflammatory cytokines and AKT signaling pathway-related factors measured. It was indicated that miR-335-5p regulated the TPX2 gene-mediated AKT signaling pathway. TPX2 was identified as a target gene of miR-335-5p, and miR-335-5p elevation inhibited the activation of the AKT signaling pathway. In mice with CRS, up-regulation of miR-335-5p or silence of TPX2 inhibited the inflammation, as evidenced by decreased levels of TNF-α, IL-6 and IL-8, and higher levels of GSK3β and IL-10. Collectively, miR-335-5p inhibits the activation of AKT signaling pathway by negatively mediating TPX2, which may confer anti-inflammatory protection in CRS.