基于全转录组技术研究慢性应激抑郁模型中微小RNA、长链非编码RNA及环状RNA的表达谱及调控网络

目的 筛选慢性应激抑郁模型大鼠海马组织中微小RNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)、环状RNA(circRNA)的表达谱及其竞争性内源RNA(ceRNA)调控网络，探讨抑郁症潜在的病理生理机制。方法 12只SD大鼠分为空白组和模型组，采用慢性温和不可预测性应激(CUMS)构建抑郁症大鼠模型，取大鼠海马组织进行全转录组分析，并用生物信息学方法找出可能存在的lncRNA-miRNA-mRNA、circRNA-miRNA-mRNA调控网络。结果 根据|差异倍数(fold change)|≥1.5和P≤0.05共鉴定出29个差异miRNAs(上调21个，下调8个),686个差异lncRNAs(上调163个，下调523个),8个差异circRNAs(上调3个，下调5个)。基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路分析显示，miRNAs的靶基因主要富集于细胞膜内的高尔基体和钙离子结合过程；LncRNAs靶基因的功能涉及核酸结合的调节、细胞因子和蛋白质泛素化等；CircRNAs的宿主基因主要集中在细胞刺激反应、代谢进程、催化活性等过程中。LncRNAs和circRN...     

兔部分损伤前交叉与内侧副韧带差异环状RNA的筛选与功能分析*

目的：交叉对比兔前交叉韧带（ACL）与内侧副韧带（ MCL）部分损伤前后环状RNA表达差异,并进行功 能分析,探讨ACL 内源性修复障碍可能的分子机制。方法：对兔ACL 及MCL 组织环状RNA建库测序,筛选符 合标准的差异环状RNA,并用qRT-PCR 验证,对筛选的差异环状RNA进行京都基因和基因组百科全书（KEGG） 和基因本体论（GO）分析,并构建其ceRNA网络。结果：各组中共筛选出308 个差异环状RNA,GO 和KEGG分 析表明,ACL 与MCL 损伤后的差异环状RNA在血管生成、炎症反应、细胞增殖与凋亡及mRNA 转录与蛋白翻译 方面均存在较大差异。ACL 与MCL 损伤后的ceRNA网络差异显著。结论：环状RNA在ACL 与MCL 损伤后的差 异表达谱中存在明显差异,为进一步研究ACL 损伤内源性修复障碍的机制提供了新思路。     

CCl4诱导的小鼠纤维化肝组织微小RNA差异表达谱及初步功能分析

 目的：应用微小RNA(miRNA)芯片技术研究miRNAs在四氯化碳（CCl4）诱导的小鼠纤维化肝脏中的差异表达谱,并基于基因本体论（gene ontology,GO)分析及信号转导通路分析发现差异miRNAs的主要功能。方法：实验分为正常组及模型组,皮下注射 CCl4复制小鼠肝纤维化模型;应用Agilent 小鼠 miRNA 寡核苷酸基因芯片检测各组肝脏miRNA表达谱。用随机方差模型t检验筛选2组间的差异miRNAs,并预测其靶基因。对靶基因进行GO分析及信号转导通路分析发现差异miRNAs发挥的主要功能。结果：正常组与模型组间共筛选出39个差异miRNAs,其中模型组较正常组上调的23个,下调的16个。GO分析及信号转导通路分析结果提示差异miRNAs可能调控的靶基因及其参与的生物学功能包括细胞的增殖与活化、细胞凋亡、细胞周期、细胞黏附、细胞迁移、炎症反应、转化生长因子β（TGF-β）/Smads信号转导通路、Wnt受体信号转导通路、蛋白代谢过程的调控等。GO分析发现关键的上调miRNA包括mmu-miR-322、mmu-miR-15b、mmu-miR-195、mmu-miR-200b、mmu-miR-214等,关键的下调miRNA包括mmu-miR-16、mmu-miR-130a、mmu-miR-101b、mmu-miR-30a和mmu-miR-30e等。对显著性GO与显著性信号通路所属的靶基因取交集,对网络中miRNA在网络中的调控地位进行评价,结果发现关键的上调miRNAs包括mmu-miR-200b、mmu-miR-322、mmu-miR-106b、mmu-miR-23a、mmu-miR-15b等,关键的下调miRNAs包括mmu-miR-16、mmu-miR-30e、mmu-miR-30c、mmu-miR-30a、mmu-miR-130a等。结论：纤维化肝组织miRNAs表达较正常肝组织发生明显变化;肝纤维化形成的各个环节,包括细胞的增殖与活化、细胞黏附、细胞凋亡、细胞迁移与分化、物质代谢、TGF-β信号通路等都可能受miRNAs的调控。     

基于重建分析的ceRNA网络在痛风中的调节机制北大核心CSCD

目的:探索有关痛风发病的ceRNA网络调控机制,寻找治疗痛风的潜在靶点。方法:计算机检索GEO数据库,下载lncRNA微阵列芯片GSE160170,分析系列矩阵文件得到差异lncRNA与mRNA。比对高度保守的miRNA家族文件后得出lncRNA-miRNA关联,预测miRNA调控的mRNA,与芯片数据差异分析得到的差异mRNA取交集,得出miRNA-mRNA关联。构建ceRNA网络,运用String数据库分析蛋白互作关系,筛选关键蛋白互作模块。R软件分析关键蛋白模块的功能与相关通路,挖掘关键模块ceRNA网络。结果:痛风疾病组与正常组比较共获得差异表达的354个lncRNAs(140个下调,214个上调)、693个mRNAs(399个下调,294个上调)。在差异表达lncRNA的ceRNA网络中,有86个lncRNAs(35个下调,51个上调)、29个miRNAs、57个mRNAs。GO富集分析涉及的生物过程DNA编码转录、调控细胞增殖凋亡、调控RNA聚合酶Ⅱ启动子转录等。KEGG涉及的信号通路有IL-17信号通路、TNF信号通路、MAPK信号通路等。挖掘关键模块获得9种lncRNAs、11种miRNAs、9种mRNAs。结论:ceRNA网络可能在痛风的发病过程中发挥关键作用,其中TTTY10/hsa-miR-139-5p/AP-1轴可能具有一定研究意义。     

多疣壁虎断尾后脊髓再生过程中mRNA和微小RNA差异表达谱的分析

目的 分析多疣壁虎断尾后脊髓再生过程中相关mRNA和微小RNA(miRNA)的表达变化,探讨差异表达的mRNA和miRNA在脊髓损伤再生过程中的生物学作用。方法 构建多疣壁虎断尾模型,50只多疣壁虎分为正常组、断尾15 d组和断尾25 d组,每组5只实验重复3次,余5只备用。收集各组标本,提取各组RNA并进行高通量测序。生物信息学分析鉴定组间差异表达的mRNA、miRNA,基因本体论(GO)富集分析差异表达的mRNA功能注释,构建脊髓再生相关的miRNA和mRNA基因调控网络。结果 经测序分析多疣壁虎正常和新生脊髓中mRNA、miRNA的差异表达,断尾15 d组和断尾25 d组分别鉴定到538、510个差异mRNA表达和446、127个差异miRNA表达。GO分析发现,差异表达的mRNA聚集于与细胞增殖、神经发育相关的生物学过程。在脊髓再生相关miRNA及其靶基因调控网络中,断尾15 d组有21个mRNA表达下调,被41个上调的miRNA负向调控;12个mRNA表达上调,受到29个下调的miRNA调控。在断尾25 d组中,8个mRNA表达下调,被10个上调的miRNA负向调控;20个m...     

坐骨神经损伤后长链非编码RNA的聚类分析及长链非编码RNA MX1对大鼠雪旺细胞迁移、增殖能力的影响

目的 探讨坐骨神经损伤后长链非编码RNA（LncRNA）差异表达的基因,以及LncRNA MX1对大鼠雪旺细胞迁移、增殖能力的影响。方法 选取10周龄无特定病原体级雄性SD大鼠24只,随机分为0 d（T0）、3 d（T1）、7 d（T2）和14 d（T3）4组,每组6只,建立坐骨神经损伤动物模型。分别于模型建立后第0、3、7、14天取相应组大鼠坐骨神经损伤处的残端组织提取RNA,制备RNA基因芯片进行Heatmap聚类分析,筛选出各个时间点发生差异表达的基因,并选择其中差异表达显著的基因LncRNA MX1。培养iCell-r030大鼠雪旺细胞,分为对照组、Control siRNA组（siRNA组）和LncRNA MX1 siRNA组（siRNA-MX1组）,使用相应试剂进行转染。转染后采用实时荧光定量聚合酶链反应（qRT-PCR）检测3组雪旺细胞的LncRNA MX1mRNA表达情况,采用Transwell小室检测雪旺细胞的迁移能力,采用5-乙炔基-2'-脱氧尿苷（EDU）实验检测雪旺细胞的增殖能力。结果 各组大鼠均造模成功,实验过程中无大鼠死亡。大鼠损伤坐骨神经组织LncRNA差异基因Heatmap聚类分析的热图显示,与T0组比：T1组共3 066个LncRNA基因发生差异性表达,其中1 634个LncRNA基因表达上调,1 432个LncRNA基因表达下调;T2组共2 498个LncRNA基因发生差异性表达,其中1 634个LncRNA基因表达上调,864个LncRNA基因表达下调;T3组3 567个LncRNA基因发生差异性表达,其中有1 643个LncRNA基因表达上调,1 924个 LncRNA基因表达下调。各组差异表达的LncRNA基因中LncRNA MX1的差异倍数数值较大,差异表达显著。大鼠雪旺细胞qRT-PCR结果显示,转染LncRNA MX1 siRNA后,siRNA-MX1组LncRNA MX1的相对表达量为1.0±0.2,低于对照组的2.3±0.2和siRNA组的2.2±0.2,差异有统计学意义（F=78.47,P<0.001）;而对照组和siRNA组组间差异无统计学意义（P>0.05）。迁移、增殖试验结果显示,siRNA-MX1组细胞迁移数量为（24.1±4.2）个、EDU阳性细胞与DAPI阳性细胞的比率为27.5%±2.8%,低于对照组的（50.3±7.8）个、44.1%±7.2%和siRNA组的（49.2±6.2）个、41.8%±7.0%,差异均有统计学意义（F=93.15、121.26,P值均<0.001）;而对照组和siRNA组间差异均无统计学意义（P值均>0.05）。结论 大鼠坐骨神经损伤后LncRNA MX1差异表达显著,下调LncRNA MX1在大鼠雪旺细胞中的表达可显著降低细胞的迁移、增殖能力。     

兔膝关节前交叉韧带和内侧副韧带损伤后差异表达的内源性竞争性lncRNA和mRNA网络与核心基因的筛选及功能分析

目的：对比兔膝关节前交叉韧带（ACL）和内侧副韧带（MCL）部分损伤前、后内源性竞争性长链非编码核糖核酸（lncRNA）与信使核糖核酸（mRNA）的差异表达,探索阻碍ACL内源性修复可能的分子机制。方法：对兔部分损伤ACL和MCL后的RNA进行测序,获得差异表达lncRNA和差异表达mRNA,并用qRT-PCR验证,随后进行京都基因和基因组百科全书（KEGG）和基因本体论（GO）分析,构建ceRNA网络。结果：共获得853个差异表达的lncRNA和994个差异表达的mRNA。GO和KEGG分析结果显示,差异表达的lncRNA在炎症反应、细胞外基质与受体的相互作用和细胞增殖方面差异较大,差异表达的mRNA在细胞因子活化和细胞黏附具有较大差异。ACL与MCL部分损伤后的核心基因差异显著。结论：兔部分损伤ACL与MCL之间的lncRNA及mRNA的表达存在明显差异,为ACL损伤内源性修复障碍机制的分子层面研究提供了更多的理论依据。     

胰岛淀粉样多肽对阿尔茨海默病小鼠脑组织中LncRNA和mRNA表达谱的影响

目的:探讨胰岛淀粉样多肽（IAPP）对阿尔茨海默病（AD）小鼠脑组织中长链非编码RNA（LncRNA）和信使RNA（mRNA）表达谱的影响。方法:选取7月龄雄性APP/PS1转基因AD模型小鼠10只,体质量20～30 g。将AD模型小鼠按数字表法随机分为IAPP干预组和对照组,每组5只。IAPP干预组小鼠腹腔内注射0....     

基于生物信息学挖掘子宫内膜异位症发病的关键基因及机制研究

目的 运用生物信息学方法筛选子宫内膜异位症的差异表达基因，系统探讨子宫内膜异位症的病因病理机制。方法 通过GEO数据库搜索子宫内膜异位症基因芯片，联合Perl语言及R语言分析异位子宫内膜组织与正常组织的差异表达基因；利用STRING数据库及Cytoscape软件绘制PPI网络图；通过g:profiler数据库对关键差异基因进行GO和KEGG富集分析。结果 共纳入2套子宫内膜异位症基因芯片，筛选出共同差异表达基因308个（178个上调，130个下调），剔除degree值为1和2的基因后得到关键差异表达基因170个（上调91个，下调79个），其中差异最显著的基因为：TAGLN（上调）、EpCAM（下调）；PPI网络图中得到degree值最大的差异基因为：CDK1。差异表达基因GO生物过程富集分析得出细胞周期改变、细胞黏附、增殖异常等与EMs发生发展密切相关，KEGG通路富集分析发现包括ECM受体相互作用通路、局灶性黏着斑、PI3K-Akt信号通路等在内的8条通路参与其中。结论 子宫内膜异位症的病因病理机制可能与TAGLN、EpCAM、CDK1基因表达异常及其涉及的表观遗传修饰改变、上皮-间...     

人疱疹病毒6型感染HSB-2细胞的lncRNA表达谱变化分析

目的运用高通量测序技术检测人疱疹病毒6型(human herpesvirus 6, HHV-6)感染人淋巴细胞系HSB-2后长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)表达谱的改变, 探究lncRNA在HHV-6感染复制中的作用。方法 HHV-6感染HSB-2细胞72 h后, 提取对照细胞和病毒感染细胞的RNA进行测序, 筛选差异表达的lncRNA;通过生物信息学方法对预测的lncRNA靶基因进行GO注释和KEGG信号通路分析, 构建共表达网络图。qRT-PCR检测差异表达lncRNA的变化倍数。结果共筛选到612个显著差异表达lncRNA, 其中420个为表达上调, 192个表达下调。通过对lncRNA靶基因进行GO和KEGG富集分析显示, 差异表达lncRNA的靶基因与表观染色体调控、免疫应答及细胞代谢等生物学过程密切相关。qRT-PCR确定10条上调IncRNAs表达变化趋势与高通量测序数据一致。结论本研究对HHV-6感染HSB-2细胞的lncRNA表达谱进行分析, 为深入探索lncRNA在HHV-6复制增殖及相关疾病中的作用奠定基础。     

Identification of altered exosomal microRNAs and mRNAs in Alzheimer's disease

Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disease characterized by decreased memory and cognitive functions. Exosomes carry a variety of important information such as proteins, lipids, DNA and RNA of mother cells. It is reported that exosomes play critical roles in nervous system physiology and neurodegenerative diseases. However, the functions of exosomes in AD progression are not fully elucidated. In this study, we detected the expression pattern of mRNAs and miRNAs in exosomes derived from the AD and health mice. A total of 1320 mRNAs and 29 miRNAs were differentially expressed in exosomes between the two groups. Subsequently, the downregulation of Chi3l1 and upregulation of Rhog in AD mice were verified by qRT-PCR. Meanwhile, the downregulation of miR-148a-5p and upregulation of miR-27a-5p in AD group were also tested by qRT-PCR. The functions of differentially expressed mRNAs and potential target genes of miRNAs were determined by GO and KEGG analysis. According to the ceRNA hypothesis, we established an integrated ceRNA network of circRNA-lncRNA-miRNA-mRNA. In conclusion, exosomal lncRNAs, mRNAs, circRNAs and miRNAs were identified to participate in the progression of AD which might be possible biomarkers and therapeutic targets for AD.     

创伤愈合及压力治疗过程中瘢痕动物模型转录组水平的变化研究

目的利用RNA测序技术(RNA-seq)研究创伤愈合及压力治疗过程中巴马小型猪瘢痕动物模型转录组水平的变化。方法通过背部取皮建立巴马小型猪瘢痕模型,取皮第60 d开始加压(3.4 kPa)治疗,在取皮第0、14、30、60和90 d分别提取瘢痕组织总RNA进行测序。将所得序列映射到猪参考基因组并进行转录组重建,寻找差异表达基因(DEGs),利用生物信息学方法进一步对所得DEGs进行GO分析和KEGG通路富集性分析,同时挑选部分基因用qRT-PCR进行验证。结果测序数据经过预处理,各组均有78%以上的读段能准确比对到参考序列。DEGs鉴定结果表明,压力治疗前后有568个基因差异表达,其中上调289个,下调279个。GO富集分析发现,各组DEGs主要与细胞外基质、组织发展和皮肤发展相关。KEGG富集分析表明,创伤愈合过程中各组DEGs主要富集于细胞外基质-受体相互作用、黏着斑和凋亡通路;压力治疗前后的DEGs除了富集于以上通路,还富集于MAPK和PI3K信号通路。qRT-PCR检测表明,6个DEGs的表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实RNA-seq结果的可靠性。结论 RNA-seq分析鉴定出创伤愈合及压力治疗过程中瘢痕动物模型的差异表达基因,为临床瘢痕的治疗研究提供实验依据。     

Comprehensive ceRNA network analysis and experimental studies identify an IGF2-AS/miR-150/IGF2 regulatory axis in colorectal cancer

Recently, a growing body of studies has demonstrated that long non-coding RNA (lncRNA) can act as microRNA (miRNA) sponges to regulate protein-coding gene expression and play essential roles in tumor initiation and progression. In the present study, we constructed a competitive endogenous RNA (ceRNA) network and identified potential regulatory axes in colorectal cancer (CRC) through both bioinformation and experimental validation. Firstly, we obtained differentially expressed (DE) lncRNAs, miRNAs, and mRNAs by analyzing the RNA expression profiles of CRC retrieved from The Cancer Genome Atlas (TCGA) database and CRC patients' data from affiliated Hospital of Jiangnan University, respectively. Then, we established a ceRNA regulatory network of CRC that includes 23 lncRNAs, 7 miRNAs and 244 mRNAs. To further identify these lncRNA-miRNA-mRNA regulatory axes which might play vital roles in CRC tumorigenesis and prognosis, we performed additional analyses using comprehensive bioinformatic methods. Several ceRNA regulatory axes, which consist of 2 lncRNAs, 2 miRNAs and 5 mRNAs, were obtained from the network. Finally, the interactions and correlations among these ceRNA networks were validated by experiments on CRC cell lines and clinical tumor tissues, and a potential IGF2-AS/miR-150/IGF2 axis that perfectly conform to the ceRNA theory was determined. According to the qRT-PCR results, miR-150 overexpression remarkably decreased IGF2-AS and IGF2 expression. Meanwhile, IGF2-AS expression was positively correlated with IGF2 expression in tumor tissue of CRC patients. Besides, dual luciferase reporter assays indicated that miR-150 could bound to IGF2-AS and the 3′UTR of and IGF2. In general, the constructed novel IGF2-AS/miR-150/IGF2 network might provide potential mechanisms of CRC development, and could act as a promising target for CRC treatment.     

唾液腺腺样囊性癌中相关微小RNAs及其靶基因的生物信息学分析

目的 探讨唾液腺腺样囊性癌(SACC)潜在的微小RNAs(miRNAs）分子标志物,构建miRNA-mRNA调控网络,并阐明其潜在的分子机制。 方法 从Gene Expression Omnibus(GEO)数据库下载2个SACC的微阵列芯片数据,通过R语言进行分析差异的miRNAs与mRNA。应用FunRich 3.1.3软件对差异miRNA进行转录因子富集分析以及预测差异miRNAs的靶基因。对SACC中差异miRNAs的靶基因进行基因本体论（GO）富集分析与京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析以及蛋白互作分析。使用Cytoscape 3.7.0构建miRNA-mRNA调控网络。 结果 1. 共筛选出144个差异表达的miRNAs (DEMs)和1216个差异表达的mRNAs(DEGs);2. KEGG信号通路富集分析发现,靶基因主要参与Rap1信号通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路、磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号通路以及肌动蛋白细胞骨架的调节;3. STRING蛋白相互作用分析发现,ACSL1、SCD、MGLL、FABP4在蛋白相互作用网络中处于核心地位。 结论 我们筛选出SACC与相对正常组织间差异明显的miRNA和mRNA,并分析发现了这些差异分子主要参与的信号通路和功能。     

柯萨奇病毒B组5型感染的人恶性胚胎横纹肌肉瘤细胞系lncRNA表达谱分析

目的探索柯萨奇病毒B组5型(CVB5)感染人恶性胚胎横纹肌肉瘤细胞系(RD)中差异长链非编码RNA(lncRNA)表达谱,为研究CVB5与宿主之间相互作用分子机制提供参考。方法 CVB5按感染复数(MOI)为1接种RD细胞24 h后提取总RNA。采用转录组测序技术获取细胞中lncRNA差异表达谱;通过聚类分析、GO分析和KEGG通路富集对差异表达转录本进行了生物信息学分析。同时,利用RNAfold软件对lncRNA进行了二级结构预测。结果与对照组相比,CVB5感染RD细胞后,共有1 754个mRNAs和508个lncRNA呈上调表达,3 106个mRNAs和760个lncRNA呈下调表达。差异表达lncRNA的共表达基因主要富集在分子结构活性、蛋白质分子结合和体液免疫反应等生物过程;lncRNA靶基因主要参与嗅觉传导途径、细胞因子受体相互作用和神经活性配体受体相互作用等通路。此外,实时荧光定量PCR验证的7个差异表达lncRNA与测序结果一致。结论 CVB5感染RD细胞后,差异显著性lncRNA主要参与了免疫相关过程,为充分理解lncRNA在CVB5感染中的调控作用奠定了基础。     

LncRNA XIST acts as a MicroRNA-520 sponge to regulate the Cisplatin resistance in NSCLC cells by mediating BAX through CeRNA network

Background: In recent years, LncRNA acts as a member of competing endogenous RNA (ceRNA), playing an important role in drug resistance of lung cancer. The aim of this study was to identify potential biomarkers about cisplatin resistant lung cancer cells using a comprehensive ceRNA network.Methods: {"type":"entrez-geo","attrs":{"text":"GSE6410","term_id":"6410"}}GSE6410 (GPL-201) analyzed gene expression changes about cisplatin resistance in A549 NSCLC cells. {"type":"entrez-geo","attrs":{"text":"GSE43249","term_id":"43249"}}GSE43249 (GPL-14613) included noncoding RNA expression profiling derived from the cisplatin resistant A549 lung cells. GEO2R, an online analysis tool, analyzed the differentially expressed mRNAs and miRNAs (DEmRNAs and DEmiRNAs). To explore the functional enrichment implication of differentially expressed mRNAs, we used the GO (Gene ontology) and KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) pathway analysis. Through miRDB, Targetscan, Starbase and miRWalk, we found targeted miRNAs. The Kaplan-Meier curve method was used to show clinical survival analysis of targeted RNAs (P<0.05). The Starbase database predicted potential lncRNAs mediated targeted miRNAs. Eventually, the novel ceRNA network of lncRNAs, miRNAs, mRNA was constructed by cytoscape3.7.2.Results: 118 differentially expressed mRNAs were the basis of the mediated ceRNA network. DAVID and Kaplan-Meier picked out BAX, an apoptosis regulator. Venn diagram demonstrated 8 miRNAs commonly regulating BAX. Starbase predicted lncRNA XIST mediated miRNAs. Finally, lncRNA XIST may be a useful biomarker regulating cisplatin resistance in lung cancer cells and further, we explored the BAX may effect tumor-infiltrating immune cells.Conclusions: LncRNA XIST competitively bound to miRNA 520 in the regulation of cisplatin resistance by BAX, participating apoptosis in the p53 signaling pathway.