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鎖定| ceRNA 研究思路!

2020-07-03點擊13次
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ceRNA(競爭性內源 RNA)是近幾年的研究熱點,已知 microRNA 可以通過結合 mRNA 導致基因沉默,而 ceRNA 可以通過競爭性地結合 microRNA 來調節基因表達。ceRNA(最常見的為 lncRNA 和 circRNA)可以通過應答元件(microRNA response elements, MREs) 與 microRNA 結合從而影響 microRNA 導致的基因沉默。相較于 microRNA 調控網絡,ceRNA 作為一種全新的基因表達調控模式,其更為精細和復雜,涉及更多的 RNA 分子。伯豪生物 Shbio ceRNA 芯片(可同時檢測 circRNA、lncRNA、mRNA)自推出以來,已助力眾多科研工作者在 ceRNA 研究領域取得了喜人的研究成果,發表了十多篇 ceRNA 研究文章,總影響因子 96.91,平均影響因子為 5.7。

ceRNA 芯片作為高性價比的高通量篩選工具,能夠一次性篩選分析實驗組和對照組的大量差異基因,那么如何從眾多的差異結果里挑選出實驗相關的最具有代表性的 ceRNA(circRNA/lncRNA) 進行后續的功能機制研究呢,下面的幾篇伯豪客戶的 ceRNA 文章將給大家提供一些思路。


circTP63 作為 ceRNA 通過上調 FOXM1 促進肺鱗狀細胞癌進展

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發布期刊:

Nat Commun (IF:11.87)

關鍵詞:

肺鱗狀細胞癌、ceRNA、FOXM1、細胞周期

研究背景:

非小細胞肺癌(NSCLC)是肺癌的主要組織學類型,其中肺鱗狀細胞癌(LUSC)和肺腺癌(LUAD)是主要的亞型,目前針對特定基因突變的靶向藥物的開發極大地改善了晚期 LUAD 患者的治療,但是 LUSC 的治療尚不明朗,因此尋找治療 LUSC 的潛在分子靶點變得尤為重要。近年來,circRNA 作為一種新型的調控 RNA 分子,引起了廣泛的關注,但目前尚未全面探討 circRNA 在 LUSC 中的作用和機制。

研究內容:

本文研究人員利用 ceRNA 芯片檢測了 5 對 LUSC 患者組織中 circRNA 和 mRNA 的表達譜。通過分析差異表達的 circRNA 和 mRNAs 的共表達網絡,發現細胞周期相關的 circRNA circTP63 在 LUSC 組織中上調,且其上調與 LUSC 患者腫瘤體積較大、TNM 分期較高有關。circTP63 的表達升高促進了癌細胞在體內和體外的增殖。從機理上講,circTP63 與 FOXM1 共享 miRNA 反應元件。

研究結論:

circTP63 競爭性地與 miR-873-3p 結合,解除其對 FOXM1 表達抑制作用,進而上調 CENPA 和 CENPB,最終推動細胞周期進展。

目標 ceRNA 鎖定思路:

研究人員通過對 ceRNA 芯片結果中差異 mRNA 富集到的通路進行分析,發現細胞周期是顯著富集到的通路,將細胞周期相關的 109 個 mRNA 與差異顯著的前 100 個 circRNA 進行共表達分析,挑選出與細胞周期密切相關的 6 個 circRNA,然后通過 qPCR 定量驗證鎖定目標 circRNA。

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圖 1:LUSC 中目標 circRNA 分析流程圖


lncRNA UCA1 通過 miR-143/MYO6 軸促進結直腸癌進展

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發布期刊:

Mol Ther Nucleic Acid  (IF:5.92)

關鍵詞:

外泌體、結直腸癌、lncRNA、ceRNA

研究背景:

外泌體通過傳遞多種生物分子,包括長鏈非編碼 RNA(LncRNAs),介導癌癥進展中的細胞間通訊。尿路上皮癌相關長鏈非編碼 RNA(UCA1) 是一種廣為人知的 LncRNA,與包括結直腸癌(CRC) 在內的多種癌癥的發生發展有關。然而,UCA1 在外泌體中的情況以及外泌體 UCA1 在 CRC 中的作用機制和臨床價值仍不清楚。

研究內容:

本文研究人員利用 ceRNA 芯片系統地分析了 CRC 患者外泌體中 lncRNA 的表達譜。并通過實時定量 PCR 檢測了 CRC 患者癌組織和血清外泌體中 UCA1 的表達水平。采用 MTT、集落形成、Transwell、RT-qPCR、流式細胞儀和 Western blotting 等方法研究了 UCA1 在體內外對 CRC 的作用。利用 miRcode 在線數據庫預測 UCA1 的 miRNA 結合位點,并通過雙熒光素酶活性測定和 AGO2 RNA 免疫沉淀驗證 UCA1 靶向 miR-143,同時 MYO6 是 miR-143 的直接靶基因。最后,通過與 CRC 癌細胞共培養,進一步研究了外泌體介導的 UCA1 作用。

研究結論:

UCA1 通過靶向 miR-143,解除其對靶基因 MYO6 的表達抑制作用,進而增強 CRC 癌細胞的增殖和遷移能力。

目標 ceRNA 鎖定思路:

研究人員通過已有文獻了解到長鏈非編碼 RNA UCA1 在多種癌癥的發生發展中起一定的作用,因此研究人員想要了解外泌體 UCA1 在 CRC 進展中是否有一定的作用,通過 ceRNA 芯片和 qPCR 確定 UCA1 在 CRC 中的表達量,然后進行后續分析。


circNT5E 作為 miR-422a 海綿吸附體促進膠質母細胞瘤的發展

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發布期刊:

Cancer Res.  (IF:8.38)

關鍵詞:

膠質母細胞瘤、ceRNA、海綿吸附體

研究背景:

膠質母細胞瘤(GBM) 是最常見的原發性惡性腦腫瘤,多發生于中樞神經系統,是人類最致命的癌癥之一。在 GBM 的治療上,以手術、放療、化療或其他綜合治療為主的患者術后易復發,預后差,平均存活期約為 15 個月,而個性化治療往往存在成功率低且副作用大的問題。因此,急需開發新的治療方法,特別是那些針對復雜基因調控網絡的治療方法。

研究內容:

本文研究人員對 miR-422a 下調的膠質母細胞瘤組織中特異性高表達的 circRNA 和 lncRNA 進行了研究,發現一種來源于 NT5E 的新的 circRNA circNT5E,受 ADARB2 的調控。circNT5E 控制膠質母細胞瘤的多種病理過程,包括細胞增殖、遷移和侵襲。進一步研究發現 circNT5E 作為海綿吸附體,直接與 miR-422a 結合,解除 miRNA-422 對其下游靶基因的抑制作用,進而影響 GBM 細胞的增殖、凋亡、遷移及侵襲。此外,研究人員還發現 circNT5E 可以海綿吸附其他 miRNA,在膠質母細胞瘤中表現出腫瘤抑制因子樣的特征。

研究結論:

circNT5E 能夠作為 miRNA-422a 的海綿吸附體,解除其對下游靶基因的抑制作用,并通過激活 Akt、Smad2 等信號通路來促進 GBM 細胞的增殖、遷移及侵襲等活動。

目標 ceRNA 鎖定思路:

研究人員前期的研究表明 miRNA-422a 在膠質母細胞瘤中具有重要的作用,因此研究人員想要了解是否有上游調控因子參與調控 miRNA-422a 的作用,因此研究人員通過敲除膠質母細胞瘤組織中的 miRNA-422a,分析差異顯著的 circRNA/lncRNA,通過生信預測,生物素 miRNA pulldown 等實驗鎖定 miRNA-422a 的上游調控因子,即目標 ceRNA。


脂肪細胞外泌體 circRNA 通過靶向去泛素化相關的 USP7 促進肝細胞癌的生長

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發布期刊:

Oncogene (IF:6.63)

關鍵詞:

肝細胞癌、去泛素化、circRNA、外泌體

研究背景:

肝細胞癌(HCC)是肝癌的主要形式,其發病率呈升高趨勢,預后表現很差。脂肪組織通過脂肪因子的分泌在能量儲存和代謝調節中發揮作用。環狀 RNA(circRNAs) 是一種新型的非編碼 RNA,近期報道顯示它與腫瘤發生息息相關,但從脂肪組織中提取的外泌體 circRNA 的作用尚未明確。

研究內容:

脂肪分泌的 circRNA 能調節 HCC 的去泛素化,從而促進細胞生長。外泌體環去泛素化(circ-DB) 在體脂率較高的 HCC 患者中上調。體內外的研究顯示,exocirc-DB 通過抑制 miR-34a 和激活與去泛素化相關的 USP7,來促進 HCC 生長并減少 DNA 損傷。最后結果表明,脂肪外泌體對肝癌細胞的作用可通過敲降 circ-DB 來逆轉。

研究結論:

脂肪細胞分泌的外泌體 circRNA 通過抑制 miR-34a,激活 USP7/ Cyclin A2 信號通路,促進腫瘤生長并減少 DNA 損傷。

目標 ceRNA 鎖定思路:

基于已有研究成果,即 miR-34a 在 HCC 細胞中參與調控 β -catenin 的,Cyclin A2 是 USP7 的重要下游靶基因,USP7/ Cyclin A2 信號通路的激活促進了乳腺癌的進展。研究人員對脂肪細胞外泌體找那個 USP7 相關的 circRNA 進行分析,鎖定目標 circRNA。


circFMN2 通過調節 miR-1182/hTERT 信號通路促進結直腸癌的進展

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發布期刊:

Clin. Sci.  (IF:5.24)

關鍵詞:

結直腸癌、外泌體、circRNA

研究背景:

環狀 RNA(CircRNAs) 是一類在各種細胞中廣泛表達的非編碼 RNA。然而,目前 circRNA 在結直腸癌(CRC) 中的分子機制尚清楚。本文研究的目的是試圖從 circRNA-microRNA(MiRNA)-mRNA 相互作用的角度為結直腸癌的靶向治療提供新的依據。

研究內容:

采用 ceRNA 芯片技術檢測了 5 對 CRC 癌組織及癌旁組織中 circRNA 的表達情況,并對差異表達的 circRNA 進行了分析。研究人員重點研究了位于 1 號染色體上,起源于 FMN2 的 circRNA has_circ_0005100,并將其命名為 circFMN2。利用 qPCR 檢測了 88 例 CRC 癌組織和細胞系中 circFMN2 的表達,并通過功能分析來評價 circFMN2 在體內外對細胞增殖、腫瘤形成的影響。生物信息學分析預測,熒光素酶報告實驗證實了 circFMN2、miR-1182、hTERT 的直接相互作用。

研究結論:

circFMN2 通過與 miR-1182 結合,解除 miR-1182 對 hTERT 的抑制作用,促進 hTERT 表達,進而促進結直腸癌的進展。

目標 ceRNA 鎖定思路:

研究人員對 ceRNA 芯片結果中差異顯著的前 10 個利用 qRT-PCR 進行擴大樣本量驗證,將芯片和 qRT-PCR 表達趨勢一致,表達量高的 circRNA 鎖定為目標 ceRNA。


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