结直肠癌患者血液外泌体差异表达非编码RNA的筛选及生物信息学分析

目的对结直肠癌患者血液外泌体差异表达非编码RNA（ncRNA）进行筛选及功能分析,探索结直肠癌的发病机制,为结直肠癌早期诊断分子标志物的筛选及治疗靶点提供理论依据。方法从exoRBase数据库中选取12例结直肠癌患者和32例正常对照者血液外泌体的RNA-seq数据,利用R软件的Limma包筛选差异表达ncRNA和信使RNA（mRNA）,预测其结合的微小RNAs（miRNA）,构建竞争内源性RNA（ceRNA）网络,并利用R软件的clusterProfiler包和enrichplot包对差异表达mRNAs进行基因本体论（GO）功能富集和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。结果结直肠癌组和正常对照组外泌体差异表达基因筛选,共筛选出125个差异表达mRNAs,其中上调表达117个,下调表达8个;52个差异表达长链非编码RNAs（lncRNAs）,均为上调表达;81个差异表达环状RNAs（circRNAs）,其中上调表达47个,下调表达34个。预测mRNAs和lncRNAs、circRNAs结合的共同miRNAs,构建miRNAs为中心的ceRNA调控网络,包含16个lncRNAs、13个circRNAs、62个miRNAs和25个mRNAs。差异表达mRNAs主要涉及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路、胰高血糖素信号通路、Fcγ受体介导的吞噬作用等。结论通过生物信息学方法构建ceRNA调控网络,可揭示差异表达基因调控结直肠癌发生、发展的分子机制,有助于临床上指导结直肠癌的早期诊断和精准治疗。     

基于微阵列数据分析的甲状腺癌circRNA⁃miRNA调控预测模型研究

目的：通过微阵列分析寻找更多甲状腺癌中差异表达的环状RNA（circRNA）并探讨其作用机制。方法：使用R软件分析来自基因表达图谱（gene expression omnibus,GEO）数据库中下载的基因芯片数据集GSE93522得到差异表达的circRNA。使用miRDB、miRTarBase和TargetScan数据库预测相关微小RNA（miRNA）和信使RNA（mRNA）,结合来自肿瘤基因组图谱（The Cancer Genome Atlas,TCGA）数据库的513个甲状腺癌组织样本和59个癌旁组织样本中差异表达的miRNA和mRNA,利用Cytoscpe软件构建circRNA?miRNA?mRNA调控网络。通过基因本体论（gene ontology,GO）分析、京都基因与基因组百科全书数据库（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）分析以及生存曲线分析等,筛选其中重要的circRNA?miRNA?mRNA调控网络。进一步结合基因芯片数据集GSE40807、GSE3467和GSE33630以及TCGA库中数据及临床资料验证得到的调控网络。结果：构建的circRNA?miRNA?mRNA调控网络包括18个circRNA、8个miRNA和26个mRNA。GO分析显示,其中一些mRNA参与细胞代谢、迁移等,并参与细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶复合物的组成。KEGG分析显示,一些mRNA与PI3K?AKT通路、MAPK通路和P53信号通路等相关。结合circRNA评分构建由21对circRNA?miRNA关系对和16对miRNA?mRNA关系对组成的重要circRNA?miRNA?mRNA调控网络,其中包括6个circRNA、8个miRNA和16个mRNA。根据TCGA数据库中表达验证及临床资料分析,得到hsa_circ_0001658?hsa?mir?183?AKAP12调控网络与甲状腺癌发生发展关系最为密切。结论：多条circRNA?miRNA?mRNA网络与甲状腺癌的发生发展有关,其中hsa_circ_0001658?hsa?mir?183?AKAP12调控网络最为重要,这可能有助于寻找更多的甲状腺癌诊断与预后标志物和治疗靶点。     

基于生物信息学构建肝细胞癌预后相关circRNA-miRNA-mRNA调控网络

目的 应用生物信息学方法筛选肝细胞癌中差异表达的环状RNA (circRNA),构建肝癌预后相关circRNA-微RNA (miRNA)-mRNA调控网络。方法 从基因表达综合（GEO）数据库中下载肝癌相关circRNA数据集,应用GEO2R工具筛选差异表达circRNA,在Circular RNA Interactome及circBank数据库中预测与circRNA相结合的miRNA,在miRDB、RNAInter及TargetScan数据中预测miRNA的靶基因,构建circRNA-miRNA-mRNA调控网络。应用DAVID软件、STRING数据库、Cytoscape软件及GEPIA数据库对靶基因进行功能注释、通路分析、蛋白质-蛋白质相互作用网络（PPI）构建及预后分析,最后确定肝癌预后相关circRNA-miRNA-核心靶基因调控网络。结果 筛选出1个circRNA,为hsa＿circRNA＿0000301,与之结合的miRNA有4个,分别为hsamiR-377-3p、hsa-miR-767-3p、hsa-miR-1178-3p及hsa-miR-1228-3p。功能注释和通路富...     

高尿酸血症患者外周血miRNA表达谱的分析及ceRNA网络构建

目的:探讨高尿酸血症(HUA)患者外周血miRNA表达谱及ceRNA网络构建。方法:对5例HUA患者及5名体检健康者外周血单个核细胞miRNA表达水平进行检测并测序,筛选出差异表达的miRNA分子。利用miRwalk、miRBD、miRTarBase和targetscan数据库预测miRNA的靶基因;circbank数据库预测circRNA-miRNA的靶向结合关系。通过DAVID和Metascape数据库对靶基因的基因功能和通路富集分析。利用Cytoscape构建主要信号通路的circRNA-miRNA-mRNA调控网络。结果:在HUA患者与体检健康者中,共发现47种已知miRNA和4种新miRNA差异表达,其中已知差异表达miRNA有25种上调,22种下调。差异表达miRNA的靶基因主要富集在癌症和细胞衰老相关信号通路。基于ceRNA理论构建的癌症相关信号通路circRNA-miRNA-mRNA调控网络,涉及96个circRNA节点、13个miRNA节点及212个mRNA节点。结论:HUA患者外周血miRNA表达谱与健康体检者存在差异,且差异表达miRNA靶基因与癌症的发生发展密切...     

调控食管胃结合部腺癌增殖、侵袭能力的关键环状RNA分子的筛选与初步鉴定

目的：利用RNA高通量测序和生物信息学分析筛选出调控食管胃结合部腺癌（adenocarcinoma of esophagogastric junc－tion,AEG）增殖、侵袭能力的关键环状RNA分子,并对其作用方式进行初步探究。方法：提取22对食管胃结合部腺癌组织及癌旁正常黏膜组织的RNA。采用RNA高通量测序（测序深度200×）,利用生物信息分析云平台进行差异基因筛选,同时对差异表达的基因构建共表达网络和circRNAs-miRNAs-mRNAs间的内源性RNA竞争机制（ceRNA）网络;利用RNA图谱共表达网络构建和内源性竞争RNA负相关分析,筛选出在AEG发生过程中可能发挥关键作用的circRNAs。并预测可与该circRNA存在ceRNA关系的miRNAs和mRNAs;通过qRT-PCR等方法对该circRNA在胃癌组织、癌旁组织中的表达进行验证。结果：通过RNA高通量测序,共预测得到46 553个circRNAs,对测序数据进行严格质控,得到26个差异表达的circRNAs（fold change≥2或fold change≤0.5,false discovery rate<0.05）,其中10个circRNAs表达上调,16个circRNAs 表达下调。对组织样本进行mRNA和miRNA测序分析,构建circRNAs-miRNAs-mRNAs间的ceRNA网络、RNA图谱共表达网络和内源性竞争RNA负相关分析。结果表明,has_circ_0007766在AEG肿瘤组织中特异性高表达,可能在AEG发生发展过程中起关键作用;同时发现,miR4492与circRNA0007766和MET mRNA均有结合位点。结论：has_circ_0007766可能通过miR4492-circRNA0007766-MET mRNA的ceRNA网调控食管胃结合部腺癌增殖、侵袭,是AEG发生发展的关键circRNA。     

胃癌组织环状RNA表达谱分析

目的: 研究胃癌组织环状RNA（circular RNAs,circRNAs）表达的变化,以及circRNAs-miRNAs-mRNAs的竞争性内源RNA网络调控的机制。方法: 从GEO（Gene Expression Omnibus）数据库中选出GSE78092、GPL19978（GSE83521和GSE89143）、GSE100170和STAD（未上传）共5个数据集,分析其差异表达circRNAs,并利用Starbase、TargetScan等数据库进行生物信息学分析。结果： 从胃癌组织与癌旁组织共获得734个差异表达的circ-RNAs,根据P＜0.05、差异表达倍数＞1.5倍筛选得到17个circRNAs。用Starbase数据库分析circRNAs和miRNAs的互作关系,共发现354个靶miRNAs,并利用GEO数据库（GSE23739）验证筛选得到46个miRNAs,利用TargetScan数据库分析其靶向的mRNAs。京都基因与基因组百科全书（kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）分析和基因本体论（gene ontology,GO）分析表明靶基因主要在转录调控、RNA代谢过程、细胞内信号级联和蛋白质定位等方面促进或者抑制胃癌的发生发展。结论： 差异分析表达的17个circRNAs形成circRNAs-miRNAs-mRNAs的竞争性内源RNA网络,可通过调控转录和RNA代谢等过程调节胃癌的发生发展。     

甲状腺乳头状癌相关ceRNA网络的生物信息学分析

目的 近些年由于高通量测序的发展,针对环状RNA(circRNA)的研究越来越多,但仍有大量的环状RNA有待探索,本文通过对甲状腺乳头状癌(PTC)中竞争性内源性RNA(ceRNA)的研究,构建circRNA-miRNA-mRNA的ceRNA网络,探索PTC中环状RNA潜在的调控机制,为临床寻找新的标志物或治疗靶点提供新的思路和见解。方法 整合GEO和TCGA两大数据库,下载与PTC相关的芯片及临床数据,运用生物信息学方法构建与生存相关的ceRNA网络机制。结果 两大数据库中共鉴定出16个环状RNA、199个miRNA和4 308个mRNA的差异表达基因,通过Cancer-Specific CircRNA Database预测环状RNA可能结合的miRNA并绘制韦恩图,将得到11个差异表达的miRNA通过TargetScan、miRDB两大数据库预测mRNA靶基因并整合,共得到751个差异表达的mRNA,通过三者之间作用关系整合成ceRNA网络并进行可视化,利用STRING网站工具构建蛋白质相互作用网络,计算并筛选出其中密度最高、接近中心性的前10个枢纽基因,GO和KEGG通路富集分析...     

基于生物信息学探讨骨关节炎miRNA-mRNA调控网络及其作用机制

目的: 基于生物信息学探讨骨关节炎miRNA mRMA调控网络的作用机制并筛选Hub基因,分析其在骨关节炎中的分子调控机制。方法: 通过GEO数据库获取骨关节炎的miRNA芯片数据集(GSE105027)和mRNA芯片数据集(GSE55235),分析两者的差异表达基因。利用FunRich软件预测差异表达miRNAs的转录因子、功能富集分析及其靶基因预测,再将预测的靶基因与差异表达mRNAs进行交叉匹配,获得miRNA mRNA调控网络。然后利用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白互作网络,并筛选出Hub基因。最后利用R语言分析Hub基因的主要生物功能与相关信号通路。结果: ① 筛选得到265个miRNAs和838个mRNAs存在差异表达。② 对265个miRNAs进行预测共得到203个转录因子,其中早期生长反应因子1（EGR1）差异最显著。富集分析显示miRNAs主要涉及核碱基、核苷、核苷酸和核酸代谢的调控,调节细胞生长,转录等过程。③ 共预测到3 572个靶基因,依据miRNA和mRNA的负调节关系,筛选出交叉表达负调控的mRNAs 96个、miRNAs 25个。④ 原癌基因Jun(JUN)、原癌基因Fos（FOS）、白介素6（IL-6）、肿瘤坏死因子（TNF）、白介素1β（IL-1β）、趋化因子CXCL8（CXCL8）为蛋白互作网络中的Hub基因。⑤ 富集分析主要涵盖对脂多糖的反应、对细菌来源分子的反应、DNA结合转录因子活性的调节等生物学过程,涉及IL-17、Toll样受体、AGE RAGE、TNF和NOD样受体信号通路。结论: 成功筛选并构建了骨关节炎的miRNA-mRNA调控网络,在一定程度上阐明了miRNA及其靶基因在骨关节炎发生和发展中的分子调控机制。     

缺血性脑卒中患者的循环免疫circRNA-miRNA-mRNA轴预测

目的:探讨缺血性卒中(Ischemic Stroke, IS)患者的循环免疫环状RNA(circular RNA,circRNA)-微小RNA(microRNA,miRNA)-信使RNA(messenger RNA,mRNA)轴,寻找治疗IS的分子靶点。方法:从GEO数据库中检索到了GSE16561、GSE195442数据集,使用R软件或者GEO2R工具查找缺血性卒中患者与正常对照血液之间差异表达的基因、circRNAs。通过STRING数据库,构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,用Cytoscape3.9.1进行可视化,使用CytoNCA中的介数中心度筛选出评分较高的基因。对筛选出前15个评分较高的差异基因进行基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)途径富集分析。之后,根据mirTargets 2.0数据库预测靶标miRNAs,构建miRNA-mRNA调控网络。使用GEO2R工具筛选出IS患者差异表达的circRNAs,结合文献挑选出显著差异并且已经经过PCR验证过的circRNAs,使用Circular RNA Interactome构建circRNA-miR...     

遗忘型轻度认知功能损害血浆中竞争内源性RNA网络构建及分析

目的 探讨阿尔茨海默病（Alzheimer′s disease,AD）轻度认知功能损害阶段（amentia mild cognitive impairment,aMCI）血浆中的非编码RNA（noncoding RNA,ncRNA）功能失调与AD的病理生理相关性,并探讨潜在的AD生物标志物和发病机制。 方法 纳入金标准诊断的aMCI受试者5例和正常对照组（normal control,NC）5例,应用微阵列技术分析aMCI和NC血浆中长链非编码RNA（long noncoding RNA,lncRNA）、微小RNA（microRNA,miRNA）和信使RNA（messenger RNA,mRNA）的表达谱,应用R软件筛选出差异表达的lncRNA、miRNA、mRNA,通过PicTar 2005、TargetScan 5.1和miRanda v5数据库对差异表达的RNA的关系进行分析,建立以上调lncRNA为中心的竞争内源性RNA（competing endogenous RNA,ceRNA）网络,并对其中相关差异表达的mRNA进行基因本体论功能富集和京都基因与基因组百科全书通路富集分析。 结果 在外周血浆中总共筛选出lncRNA 287个、miRNA 46个和mRNA 208个在aMCI和NC的表达差异有统计学意义（P＜0.05）,分别有lncRNA3个、 miRNA5个和mRNA7个参与构建了遗忘型轻度认知功能损害ceRNA调控网络。GO和KEGG结果显示差异表达mRNAs主要在RNA代谢过程、细胞质应激颗粒、转录调控因子活性等生物学过程,单纯疱疹感染通路、催产素信号通路和叶酸合成通路上显著聚集。 结论 不同的ncRNA参与AD的发病机制,构建的ceRNA网络有助于增进对AD发病分子生物学机制的认识,ncRNAs可能成为AD诊断的生物标志物和治疗干预的新靶点。     

Graves病患者外周血单个核细胞中环状RNA表达谱分析

目的： 探讨Graves病患者外周血单个核细胞（PBMCs）中环状RNA（circRNA）的表达谱及其潜在的诊断价值。方法： 选取5例Graves病患者和5例健康对照者,采用二代高通量测序技术分析PBMCs中circRNA表达谱。另选取40例Graves病患者和40例健康对照者验证差异表达的circRNA;根据CircInteractome数据库预测可能与差异表达的circRNA相结合的微小RNA（miRNA）;运用生物信息学分析差异表达的circRNA潜在的生物学功能;ROC 曲线分析差异表达的circRNA对Graves病的诊断价值。结果： 二代高通量测序数据显示,与健康对照相比,Graves病患者PBMCs中circRNA有23 215个表达上调,13 695个表达下调,其中显著差异表达（差异倍数≥2, P≤0.05）的有669个,包括360个上调和309个下调的circRNA。实时荧光定量PCR验证显示hsa_circ_0114427、hsa_circ_0007470、hsa_circ_0048232、hsa_circ_0002672表达水平与高通量测序结果一致,且两组间差异具有统计学意义（P<0.01和P<0.05）,hsa_circ_0039161和hsa_circ_0002600表达两组间无明显差异。GO富集分析显示,上调的circRNA与高分子代谢、细胞内膜结合细胞器、转移酶激活等过程关系密切。KEGG分析显示,差异表达的circRNA可能参与甲状腺激素信号、磷脂酰肌醇信号系统、非小细胞肺癌等相关信号通路。ROC曲线显示hsa_circ_0114427具有较大的曲线下面积。结论： Graves病患者PBMCs中存在明确差异表达的circRNA,hsa_circ_0114427可能与Graves病的发生发展有关。     

冠状动脉旁路移植术后心房颤动患者ceRNA机制的研究

目的 探讨环状RNA(circRNAs)在冠状动脉旁路移植(CABG)术后心房颤动(POAF)中的调控机制.方法 从基因表达综合数据库(GEO)的数据集基因样本表达集97455(GSE97455)中获得circRNA表达谱,使用GEO2R工具在线分析GSE97455数据集中差异表达的circRNAs(DECs),然后把...     

环状RNA hsa_circ_0079557在胃癌中的表达及其临床意义

目的: 探讨hsa_circ_0079557在胃癌中的表达水平和临床价值。方法： 收集5对胃癌组织及癌旁组织,高通量测序技术检测后结合circbase等数据库中胃癌数据分析,锁定差异表达的部分环状RNA。用qRT-PCR检测62对胃癌标本中hsa_circ_0079557表达,分析其与临床病理特征的关系;检测并分析hsa_circ_0079557在胃癌细胞（SGC-7901、BGC-823、HGC-27和MGC-803）和胃黏膜上皮GES-1细胞、胃癌患者和健康体检者血清中表达差异。siRNA敲减hsa_circ_0079557后,用细胞克隆形成实验、平板划痕实验、细胞周期流式实验分别检测胃癌细胞（HGC-27和MGC-803）增殖和迁移能力及细胞周期改变,蛋白印迹测定细胞周期蛋白依赖激酶3（cyclin dependent kinase 3,CDK3）表达水平。结果： qRT-PCR结果显示,hsa_circ_0079557在胃癌组织中表达水平明显高于癌旁组织,且其表达水平与肿瘤TMN分期相关（P均<0.05）;hsa_circ_0079557在胃癌细胞中表达水平明显高于胃黏膜上皮细胞（P＜0.05）;hsa_circ_0079557在胃癌患者血清中水平明显高于健康体检者（P＜0.05）且术前明显高于术后（P＜0.01）;hsa_circ_0079557敲减后HGC-27和MGC-803细胞增殖、MGC-803细胞迁移能力下降,HGC-27和MGC-803细胞CDK3表达水平下降（P＜0.05）。胃癌细胞株中hsa_circ_0079557敲减使细胞多阻滞于G₀-G₁期。结论： hsa_circ_0079557在胃癌组织中呈高表达,其可作为胃癌潜在的早期诊断及预后生物标志物。     

circRNA作为ceRNA在结直肠癌中的研究进展

环状RNA(circRNA)是由前体mRNA反向剪接而产生的共价闭合RNA分子,在疾病中发挥着重要的调控作用。circRNA有潜力成为新型生物标志物,在肿瘤早期诊断、治疗和预后方面发挥重要作用。circRNA可以作为竞争性内源RNA(ceRNA),通过与miRNA相互作用,进而参与基因的转录后调控。本文重点概述了circRNA作为ceRNA调控结直肠癌发生发展的机制,以求能为结直肠癌的诊断与治疗拓展新视野。     

Expression profile of circular RNAs in epicardial adipose tissue in heart failure

BackgroundRecent studies have reported circular RNA (circRNA) expression profiles in various tissue types; however, circRNA expression profile in human epicardial adipose tissue (EAT) remains undefined. This work aimed to compare circRNA expression patterns in EAT between the heart failure (HF) and non-HF groups.MethodsRNA-sequencing was carried out to compare circRNA expression patterns in EAT specimens from coronary artery disease cases between the HF and non-HF groups. Quantitative real-time polymerase chain reaction was performed for validation. Comparisons of patient characteristics between the two groups were using t test, Mann-Whitney U test, and Chi-squared test.ResultsA total of 141 circRNAs substantially different between the HF and non-HF groups (P < 0.05; fold change >2) were detected, including 56 up-regulated and 85 down-regulated. Among them, hsa_circ_0005565 stood out, for it had the highest fold change and was significantly increased in HF patients in quantitative real-time polymerase chain reaction validation. The top highly expressed EAT circRNAs corresponded to genes involved in cell proliferation and inflammatory response, including {"type":"entrez-geo","attrs":{"text":"GSE1","term_id":"1"}}GSE1, RHOBTB3, HIPK3, UBXN7, PCMTD1, N4BP2L2, CFLAR, EPB41L2, FCHO2, FNDC3B, and SPECC1. The top enriched Gene Ontology term and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway were positive regulation of metabolic processes and insulin resistance, respectively.ConclusionThese data indicate EAT circRNAs may contribute to the pathogenesis of metabolic disorders causing HF.     

Hsa_circ_0008957靶MiRNA预测及其表达载体构建

目的构建Ⅰ型胶原蛋白结构基因COL1A2的靶向circRNA hsa_circ_0008957其靶向miRNA的功能。方法采用circbase软件,获取hsa_circ_0008957序列,采用PCR进行circRNA克隆,通过同源重组接入circRNA表达载体pCD2.1。重组载体pCD2.1-hCOL1A2_circ_0008957通过PCR、双酶切、Sanger测序进行验证。利用circBANK,circinteractome网站进行hsa_circ_0008957靶miRNA及其功能预测。结果pCD2.1-hCOL1A2-circ-0008957重组载体构建成功。Hsa_circ_0008957预测出该circRNA不具有蛋白编码功能,其靶miRNA hsa_miR_1305,hsa_miR_140-3p,hsa_miR_421,hsa_miR_548c_3p和hsa_miR_628-3p与成骨相关,预测hsa_circ_0008957可能通过这些miRNA参与成骨分化。结论Hsa_circ_0008957通过miR-1305、miR-140-3p、miR_421、miR_548c_3p和miR_628_3p参与成骨分化,且预测COL1A2靶向miRNA与17种miRNA取交集,得出hsa_miR_618,该miRNA与肿瘤疾病相关,为后续在细胞水平上进一步验证hsa_circ_0008957的调节功能奠定了基础。     

胃癌中miRNA-340的体内外增殖能力检测及生物信息分析

目的了解miRNA-340在胃癌发生中的可能机制,在线预测与其相互作用的circRNAs及其下游靶基因和参与的信号通 路。方法利用芯片筛选胃癌细胞株中差异表达miRNA;利用Real-time RT-PCR,检测miRNA-340在21对胃癌组织与癌旁正 常组织中的表达水平;利用MTT及EdU细胞增殖实验,检测miRNA-340对正常胃上皮细胞HFE145与胃癌细胞BGC-823的体 外增殖能力;利用裸鼠成瘤实验检测miRNA-340在体内成瘤的能力。随后,通过在线软件Targetscan、David数据库及Starbase 分别对miRNA-340 的下游的靶基因、相关信号通路及相互作用的circRNAs 进行生物信息分析。结果与正常胃上皮细胞 HFE145相比较,miRNA-340在胃癌细胞株中的表达水平显著下调;Real-time RT-PCR结果显示,miRNA-340在胃癌组织中的 表达明显低于正常粘膜组织（P<0.048）;体内体外实验表明miRNA-340对细胞的体外增殖能力具有一定的抑制作用;生物信息 分析显示,预测的miRNA-340相互作用的下游靶基因中,筛选出21个具有3个及以上的保守结合部位的靶基因,其中多个靶基 因均参与肿瘤的发生及侵袭;相互作用的circRNAs中筛选出分值前10个circRNAs作为与miRNA-340可能作用最强的sponge circRNAs。结论miRNA-340 在肿瘤发生发展中可能起到了抑癌基因的作用,对胃癌细胞的增殖具有一定的抑制作用; miRNA-340与多个circRNAs可能存在相互作用,共同调控下游靶基因参与胃癌的发生发展。