LncRNA芯片和circRNA芯片應(yīng)用于膀胱癌研究
產(chǎn)品名稱： LncRNA芯片和circRNA芯片應(yīng)用于膀胱癌研究
英文名稱： LncRNA Array and circRNA Array in bladder cancer
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?? ? ?重慶醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院的陳俊霞教授主要從事腫瘤轉(zhuǎn)移及信號傳導(dǎo)方面的基礎(chǔ)研究。近期，該課題組和西南醫(yī)科大學(xué)田強教授課題組合作應(yīng)用美國Arraystar公司的lncRNA芯片和circRNA芯片分析了膀胱癌組織的非編碼RNAs表達(dá)情況，同時篩選到一批可預(yù)測膀胱癌發(fā)生和復(fù)發(fā)的分子標(biāo)志物，并闡明了lncRNA和circRNA在膀胱癌的發(fā)生和發(fā)展中可能發(fā)揮的作用。該研究成果于2016年發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊Oncotarget(影響因子5.008)上。
（芯片實驗由康成生物提供技術(shù)服務(wù)）
研究背景
????? 膀胱癌（BC）是泌尿系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一，并且發(fā)病率在男性癌癥患者中位列第七。每年全球新增44萬膀胱癌患者，其中約有13萬因患膀胱癌而死去，而較高的復(fù)發(fā)率是膀胱癌的典型特征。近幾年，很多研究表明非編碼RNA在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用，比如lncRNA和circRNA。但是，非編碼RNAs在膀胱癌的發(fā)展過程中具體的作用機制仍是未知，而本文的研究目的就在于篩選在膀胱癌組織中異常表達(dá)的lncRNA和circRNA，并通過大量的生信分析（GO/Pathway、CNC、ceRNA）來進(jìn)一步闡明非編碼RNAs（lncRNA和circRNA）在膀胱癌中可能發(fā)揮的作用機制。
研究思路
????? 為了探究lncRNA和circRNA在膀胱癌的發(fā)生和發(fā)展過程中如何發(fā)揮作用，該課題組首先借助美國Arraystar公司的 Human lncRNA array和Human circRNA array分別檢測了膀胱癌組織和癌旁組織中的lncRNA、circRNA和mRNA表達(dá)情況。芯片篩選到了4155個差異表達(dá)的lncRNA、4416個差異表達(dá)的mRNA和469個差異表達(dá)的circRNA，其中lncRNA RP11-436F21.1的表達(dá)上調(diào)倍數(shù)最高，至236倍。同時，挑選了部分lncRNA和mRNA通過qPCR驗證芯片結(jié)果的準(zhǔn)確性。
? ? 接著，作者對于差異表達(dá)的mRNA進(jìn)行了GO和Pathway分析。GO分析發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)的mRNA多富集在細(xì)胞代謝或者細(xì)胞有絲分裂等生物學(xué)過程中；而Pathway分析結(jié)果顯示差異表達(dá)的mRNA多富集在p53信號通路和膀胱癌等途徑中。同時，作者還對差異表達(dá)的circRNA相對應(yīng)的mRNA進(jìn)行了GO分析。
? ? 另外，作者構(gòu)建了lncRNA-mRNA的CNC共表達(dá)分析，來預(yù)測lncRNA在膀胱癌中可能發(fā)揮的功能；比如CNC分析表明上調(diào)的lncRNA APLP2和細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的表達(dá)負(fù)相關(guān)，而表達(dá)下調(diào)的lncRNA RP11-661A12.7和細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的表達(dá)正相關(guān)。同時，作者還構(gòu)建了lncRNA和鄰近基因（<300kb）的網(wǎng)絡(luò)圖以及lncRNA-TF-mRNA的網(wǎng)絡(luò)圖來進(jìn)一步探究lncRNA是如何調(diào)控相關(guān)基因表達(dá)的（順式還是反式）。
? ? 最后，作者挑取在膀胱癌中異常表達(dá)的8個lncRNAs和9個circRNAs構(gòu)建了ceRNA網(wǎng)絡(luò)圖，發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)的lncRNA和circRNA具有共同的MRE，因此可以競爭性結(jié)合同一miRNA，比如說lncRNA H19、circular MYLK和circular CTDP1都可以競爭性結(jié)合miR-29a-3p來調(diào)控靶基因DNMT3B，ITGB1，VEGFA和HAS3的表達(dá)。這種RNA相互作用模式為探究膀胱癌的發(fā)病機制提供了新的研究思路。
技術(shù)路線
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結(jié)果展示
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圖一、用RT-PCR驗證芯片結(jié)果。
左圖是lncRNA的qPCR結(jié)果，右圖是mRNA的qPCR結(jié)果。
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圖二、對于差異表達(dá)的mRNA進(jìn)行GO分析。
左圖表示膀胱癌細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)的mRNA的GO分析結(jié)果，而右圖是表達(dá)下調(diào)的mRNA的GO分析結(jié)果。
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圖三、膀胱癌中的ceRNA網(wǎng)絡(luò)分析圖。
網(wǎng)絡(luò)圖中包含了lncRNA、circRNA、mRNA和miRNA，并且上調(diào)和下調(diào)的RNA分別用不同顏色來標(biāo)識。
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研究意義
????? 本研究借助美國Arraystar公司的human lncRNA array和circRNA arrayfax在膀胱癌中篩選到大量異常表達(dá)的lncRNA和circRNA，通過一系列的生信分析發(fā)現(xiàn)這些差異表達(dá)的非編碼RNA不僅有可以作為分子標(biāo)志物的潛力，還與膀胱癌的發(fā)生和發(fā)展具有緊密的聯(lián)系。另外，作者還構(gòu)建了膀胱癌中的ceRNA網(wǎng)絡(luò)圖（lncRNA-circRNA-miRNA-mRNA），這為研究lncRNA和circRNA如何在膀胱癌中發(fā)揮作用提供了極其重要的線索。總之，本研究的芯片數(shù)據(jù)對膀胱癌的診斷和治療，以及探究非編碼RNA的分子機制奠定了基礎(chǔ)。
作者介紹
????? 陳俊霞教授，生物化學(xué)及分子生物學(xué)博士，重慶醫(yī)科大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)及遺傳學(xué)教研室主任，中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會會員，重慶市學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人后備人選。學(xué)術(shù)專長：腫瘤的細(xì)胞及分子生物學(xué)，主要研究領(lǐng)域：腫瘤轉(zhuǎn)移及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。近年來在國際國內(nèi)雜志上發(fā)表文章20余篇，其中SCI文章8篇，主持國家、重慶市科委及教委課題5項。
原文出處
Comprehensive analysis of differentially expressed profiles of lncRNAs and circRNAs with associated co-expression and ceRNA networks in bladder carcinoma. Oncotarget. 2016.
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