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锁定!ceRNA 研究思路!
发布时间:2020-06-29 浏览次数:5895
ceRNA(竞争性内源RNA)是近几年的研究热点,已知microRNA可以通过结合mRNA导致基因沉默,而ceRNA可以通过竞争性地结合microRNA来调节基因表达。ceRNA(常见的为lncRNA和circRNA)可以通过应答元件(microRNA response elements, MREs)与microRNA结合从而影响microRNA导致的基因沉默。相较于microRNA调控网络,ceRNA作为一种全新的基因表达调控模式,其更为精细和复杂,涉及更多的RNA分子。伯豪生物Shbio ceRNA芯片(可同时检测circRNA、lncRNA、mRNA)自推出以来,已助力众多科研工作者在ceRNA研究领域取得了喜人的研究成果,发表了十多篇ceRNA研究文章,总影响因子96.91,平均影响因子为5.7。

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ceRNA(竞争性内源 RNA)是近几年的研究热点,已知 microRNA 可以通过结合 mRNA 导致基因沉默,而 ceRNA 可以通过竞争性地结合 microRNA 来调节基因表达。ceRNA(常见的为 lncRNA 和 circRNA)可以通过应答元件(microRNA response elements, MREs) 与 microRNA 结合从而影响 microRNA 导致的基因沉默。相较于 microRNA 调控网络,ceRNA 作为一种全新的基因表达调控模式,其更为精细和复杂,涉及更多的 RNA 分子。伯豪生物 Shbio ceRNA 芯片(可同时检测 circRNA、lncRNA、mRNA)自推出以来,已助力众多科研工作者在 ceRNA 研究领域取得了喜人的研究成果,发表了十多篇 ceRNA 研究文章,总影响因子 96.91,平均影响因子为 5.7。

ceRNA 芯片作为高性价比的高通量筛选工具,能够一次性筛选分析实验组和对照组的大量差异基因,那么如何从众多的差异结果里挑选出实验相关的具有代表性的 ceRNA(circRNA/lncRNA) 进行后续的功能机制研究呢,下面的几篇伯豪客户的 ceRNA 文章将给大家提供一些思路。


circTP63 作为 ceRNA 通过上调 FOXM1 促进肺鳞状细胞癌进展

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发布期刊:

Nat Commun (IF:11.87)

关键词:

肺鳞状细胞癌、ceRNA、FOXM1、细胞周期

研究背景:

非小细胞肺癌(NSCLC)是肺癌的主要组织学类型,其中肺鳞状细胞癌(LUSC)和肺腺癌(LUAD)是主要的亚型,目前针对特定基因突变的靶向药物的开发极大地改善了晚期 LUAD 患者的治疗,但是 LUSC 的治疗尚不明朗,因此寻找治疗 LUSC 的潜在分子靶点变得尤为重要。近年来,circRNA 作为一种新型的调控 RNA 分子,引起了广泛的关注,但目前尚未全面探讨 circRNA 在 LUSC 中的作用和机制。

研究内容:

本文研究人员利用 ceRNA 芯片检测了 5 对 LUSC 患者组织中 circRNA 和 mRNA 的表达谱。通过分析差异表达的 circRNA 和 mRNAs 的共表达网络,发现细胞周期相关的 circRNA circTP63 在 LUSC 组织中上调,且其上调与 LUSC 患者肿瘤体积较大、TNM 分期较高有关。circTP63 的表达升高促进了癌细胞在体内和体外的增殖。从机理上讲,circTP63 与 FOXM1 共享 miRNA 反应元件。

研究结论:

circTP63 竞争性地与 miR-873-3p 结合,解除其对 FOXM1 表达抑制作用,进而上调 CENPA 和 CENPB,推动细胞周期进展。

目标 ceRNA 锁定思路:

研究人员通过对 ceRNA 芯片结果中差异 mRNA 富集到的通路进行分析,发现细胞周期是显著富集到的通路,将细胞周期相关的 109 个 mRNA 与差异显著的前 100 个 circRNA 进行共表达分析,挑选出与细胞周期密切相关的 6 个 circRNA,然后通过 qPCR 定量验证锁定目标 circRNA。

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图 1:LUSC 中目标 circRNA 分析流程图


lncRNA UCA1 通过 miR-143/MYO6 轴促进结直肠癌进展

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发布期刊:

Mol Ther Nucleic Acid  (IF:5.92)

关键词:

外泌体、结直肠癌、lncRNA、ceRNA

研究背景:

外泌体通过传递多种生物分子,包括长链非编码 RNA(LncRNAs),介导癌症进展中的细胞间通讯。尿路上皮癌相关长链非编码 RNA(UCA1) 是一种广为人知的 LncRNA,与包括结直肠癌(CRC) 在内的多种癌症的发生发展有关。然而,UCA1 在外泌体中的情况以及外泌体 UCA1 在 CRC 中的作用机制和临床价值仍不清楚。

研究内容:

本文研究人员利用 ceRNA 芯片系统地分析了 CRC 患者外泌体中 lncRNA 的表达谱。并通过实时定量 PCR 检测了 CRC 患者癌组织和血清外泌体中 UCA1 的表达水平。采用 MTT、集落形成、Transwell、RT-qPCR、流式细胞仪和 Western blotting 等方法研究了 UCA1 在体内外对 CRC 的作用。利用 miRcode 在线数据库预测 UCA1 的 miRNA 结合位点,并通过双荧光素酶活性测定和 AGO2 RNA 免疫沉淀验证 UCA1 靶向 miR-143,同时 MYO6 是 miR-143 的直接靶基因。通过与 CRC 癌细胞共培养,进一步研究了外泌体介导的 UCA1 作用。

研究结论:

UCA1 通过靶向 miR-143,解除其对靶基因 MYO6 的表达抑制作用,进而增强 CRC 癌细胞的增殖和迁移能力。

目标 ceRNA 锁定思路:

研究人员通过已有文献了解到长链非编码 RNA UCA1 在多种癌症的发生发展中起一定的作用,因此研究人员想要了解外泌体 UCA1 在 CRC 进展中是否有一定的作用,通过 ceRNA 芯片和 qPCR 确定 UCA1 在 CRC 中的表达量,然后进行后续分析。


circNT5E 作为 miR-422a 海绵吸附体促进胶质母细胞瘤的发展

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发布期刊:

Cancer Res.  (IF:8.38)

关键词:

胶质母细胞瘤、ceRNA、海绵吸附体

研究背景:

胶质母细胞瘤(GBM) 是常见的原发性恶性脑肿瘤,多发生于中枢神经系统,是人类致命的癌症之一。在 GBM 的治疗上,以手术、放疗、化疗或其他综合治疗为主的患者术后易复发,预后差,平均存活期约为 15 个月,而个性化治疗往往存在成功率低且副作用大的问题。因此,急需开发新的治疗方法,特别是那些针对复杂基因调控网络的治疗方法。

研究内容:

本文研究人员对 miR-422a 下调的胶质母细胞瘤组织中特异性高表达的 circRNA 和 lncRNA 进行了研究,发现一种来源于 NT5E 的新的 circRNA circNT5E,受 ADARB2 的调控。circNT5E 控制胶质母细胞瘤的多种病理过程,包括细胞增殖、迁移和侵袭。进一步研究发现 circNT5E 作为海绵吸附体,直接与 miR-422a 结合,解除 miRNA-422 对其下游靶基因的抑制作用,进而影响 GBM 细胞的增殖、凋亡、迁移及侵袭。此外,研究人员还发现 circNT5E 可以海绵吸附其他 miRNA,在胶质母细胞瘤中表现出肿瘤抑制因子样的特征。

研究结论:

circNT5E 能够作为 miRNA-422a 的海绵吸附体,解除其对下游靶基因的抑制作用,并通过激活 Akt、Smad2 等信号通路来促进 GBM 细胞的增殖、迁移及侵袭等活动。

目标 ceRNA 锁定思路:

研究人员前期的研究表明 miRNA-422a 在胶质母细胞瘤中具有重要的作用,因此研究人员想要了解是否有上游调控因子参与调控 miRNA-422a 的作用,因此研究人员通过敲除胶质母细胞瘤组织中的 miRNA-422a,分析差异显著的 circRNA/lncRNA,通过生信预测,生物素 miRNA pulldown 等实验锁定 miRNA-422a 的上游调控因子,即目标 ceRNA。


脂肪细胞外泌体 circRNA 通过靶向去泛素化相关的 USP7 促进肝细胞癌的生长

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发布期刊:

Oncogene (IF:6.63)

关键词:

肝细胞癌、去泛素化、circRNA、外泌体

研究背景:

肝细胞癌(HCC)是肝癌的主要形式,其发病率呈升高趋势,预后表现很差。脂肪组织通过脂肪因子的分泌在能量储存和代谢调节中发挥作用。环状 RNA(circRNAs) 是一种新型的非编码 RNA,近期报道显示它与肿瘤发生息息相关,但从脂肪组织中提取的外泌体 circRNA 的作用尚未明确。

研究内容:

脂肪分泌的 circRNA 能调节 HCC 的去泛素化,从而促进细胞生长。外泌体环去泛素化(circ-DB) 在体脂率较高的 HCC 患者中上调。体内外的研究显示,exocirc-DB 通过抑制 miR-34a 和激活与去泛素化相关的 USP7,来促进 HCC 生长并减少 DNA 损伤。结果表明,脂肪外泌体对肝癌细胞的作用可通过敲降 circ-DB 来逆转。

研究结论:

脂肪细胞分泌的外泌体 circRNA 通过抑制 miR-34a,激活 USP7/ Cyclin A2 信号通路,促进肿瘤生长并减少 DNA 损伤。

目标 ceRNA 锁定思路:

基于已有研究成果,即 miR-34a 在 HCC 细胞中参与调控 β -catenin 的,Cyclin A2 是 USP7 的重要下游靶基因,USP7/ Cyclin A2 信号通路的激活促进了乳腺癌的进展。研究人员对脂肪细胞外泌体找那个 USP7 相关的 circRNA 进行分析,锁定目标 circRNA。


circFMN2 通过调节 miR-1182/hTERT 信号通路促进结直肠癌的进展

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发布期刊:

Clin. Sci.  (IF:5.24)

关键词:

结直肠癌、外泌体、circRNA

研究背景:

环状 RNA(CircRNAs) 是一类在各种细胞中广泛表达的非编码 RNA。然而,目前 circRNA 在结直肠癌(CRC) 中的分子机制尚清楚。本文研究的目的是试图从 circRNA-microRNA(MiRNA)-mRNA 相互作用的角度为结直肠癌的靶向治疗提供新的依据。

研究内容:

采用 ceRNA 芯片技术检测了 5 对 CRC 癌组织及癌旁组织中 circRNA 的表达情况,并对差异表达的 circRNA 进行了分析。研究人员重点研究了位于 1 号染色体上,起源于 FMN2 的 circRNA has_circ_0005100,并将其命名为 circFMN2。利用 qPCR 检测了 88 例 CRC 癌组织和细胞系中 circFMN2 的表达,并通过功能分析来评价 circFMN2 在体内外对细胞增殖、肿瘤形成的影响。生物信息学分析预测,荧光素酶报告实验证实了 circFMN2、miR-1182、hTERT 的直接相互作用。

研究结论:

circFMN2 通过与 miR-1182 结合,解除 miR-1182 对 hTERT 的抑制作用,促进 hTERT 表达,进而促进结直肠癌的进展。

目标 ceRNA 锁定思路:

研究人员对 ceRNA 芯片结果中差异显著的前 10 个利用 qRT-PCR 进行扩大样本量验证,将芯片和 qRT-PCR 表达趋势一致,表达量高的 circRNA 锁定为目标 ceRNA。


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