RNA对基因表达调控作用的研究进展

RNA可以单独或者通过与其它蛋白因子的相互作用参与基因表达的调控。在转录前水平,RNA分子可以通过介导DNA的甲基化或异染色质的形成来调控基因表达;在转录水平,RNA分子通过直接与转录因子或RNA聚合酶相互作用来调控基因表达;在转录后水平,RNA利用由siRNA和microRNA介导的RNA干扰机制,通过降解目标mRNA或阻碍目标基因的翻译来沉默基因的表达。此外,mRNA还可以通过感知环境中代谢物的浓度,通过形成核糖开关（riboswitch）来调控基因的表达;反义RNA可以从复制、转录和翻译3个水平上调控基因的表达。     

基于生物信息数据库分析TEFM基因在DLBCL中表达研究

为了探讨线粒体延伸因子TEFM在弥漫性大B细胞淋巴瘤DLBCL中的表达,初步研究其表达与DLBCL患者的临床特征及预后的关系,从数据库中下载关于DLBCL患者TEFM mRNA二代测序数据及临床病理资料,分析TEFM转录水平与临床病理参数的相关性及其预后价值.结果显示TEFM在DLBCL组织中均较正常淋巴组织显著高表达...     

lnc1343对小鼠胚胎干细胞多能性的影响及其基因座潜在作用机制

哺乳动物基因组可以转录数以千计的长非编码RNA(longnon-coding RNA, lncRNA),lncRNA能够在多种层次以灵活的方式对基因表达进行调控.尽管lncRNA在基因表达调控过程中的作用已经毋庸置疑,但目前只有少数lncRNA的功能和作用机制得到了研究.lnc1343是一条由小核仁RNA宿主基因3所转录的lncRNA,其表达失调与许多人类疾病有密切关联.研究结果表明lnc1343能够通过自身转录本来调控小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cells, mESCs)的多能性维持, CRISPR-cas9 介导的lnc1343的转录起始位点和基因座的敲除显著降低了多能性基因(Nanog, Sox2, Oct4)的表达,同时也能通过邻近调控相邻基因Rcc1的表达.此外,通过对Chip-seq数据库的分析,发现lnc1343基因座位存在大量的H3K27ac以及H3K4mel的表观遗传修饰,通过Capture C实验捕获与lnc1343基因座位相互作用的DNA区域,发现大部分相互作用区域位于基因的启动子区,表明lnc1343基因座位可能发挥增强子功能,通过长距离染色质相互作用调控基因表达,进而调控mESCs多能性.总之,lnc1343不仅可以通过自身的转录剪切形成的lncRNA来调控mESCs的多能性,同时也能通过其基因座位调控染色质的长远距离相互作用.     

基于数据挖掘分析神经元正五聚体蛋白2 在肾透明细胞癌中的表达及意义

目的:通过数据挖掘分析神经元正五聚体蛋白2(NPTX2)在肾透明细胞癌(ccRCC)中的表达及意义.方法:通过Oncomine、基因表达谱交互分析(GEPIA),以及人类蛋白质表达图谱(HPA)分别从mRNA水平和蛋白质水平上分析NPTX2在正常肾组织和ccRCC组织中的表达情况.使用GEPIA分析NPTX2与ccRCC临床分期及预后的相关性.经MethHC数据库分析NPTX2在ccRCC中的甲基化水平,利用String-DB分析NPTX2与上下游蛋白的相互作用.结果:在mRNA水平上,NPTX2在ccRCC组织中较正常肾组织显著高表达,且其表达水平与ccRCC病理分期呈正相关.TCGA数据分析结果显示,NPTX2高表达患者的总体生存率以及无病生存率明显低于低表达患者.免疫组化结果证实,NPTX2蛋白在ccRCC中也较正常肾组织高表达,且其启动子区甲基化水平明显增高.同时,NPTX2与AVP、MT-ATP6、MT-ATP8、NPAS4、RCN2等蛋白存在相互作用,并参与氧化磷酸化、ATP代谢过程等生物过程.结论:通过对肿瘤基因数据库的信息挖掘,发现NPTX2在ccRCC组织中呈高表达,且其高表达与患者预后有关.     

高温胁迫对近江牡蛎Hsp90表达及CpG甲基化的影响

为了丰富广温性潮间带底栖生物的温度调控机制研究,本研究采用荧光定量PCR法、亚硫酸氢盐处理基因组DNA结合甲基化特异性PCR(Methylation specific PCR,MSP)法及染色质免疫共沉淀法,对40℃热胁迫24h后,近江牡蛎(Crassostrea rivularis)热休克蛋白90(Heat shock protein 90,Hsp90)的mRNA表达及其核心启动子甲基化的调控模式进行研究。结果显示:近江牡蛎成贝在40℃热胁迫24h后,其消化腺、腮和心脏组织中Hsp90mRNA表达显著升高(P0.05),核心启动子区CpG平均甲基化水平显著降低(P0.05),其中邻近热休克元件(Heat shock element,HSE)的CpG2、CpG3、CpG4位点甲基化水平显著降低(P0.05),CpG5位点甲基化水平无显著变化(P0.05),灰度分析显示消化腺和心脏组织中的Hsp90核心启动子与RNA聚合酶Ⅱ(RNA polymeraseⅡ)结合增强,腮组织中的Hsp90核心启动子与RNA polymeraseⅡ出现弱结合。表明Hsp90是近江牡蛎抵御高温胁迫的主要表达基因。     

DNA甲基化对杆状病毒极早期和滞早期启动子转录活性的影响

利用体外DNA甲基化酶和荧光素酶报告系统分析了DNA甲基化对杆状病毒苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(Autographa californica multicapsid nucleopolyhedrovirus,AcMNPV)的8个极早期和滞早期基因启动子表达活性的影响.研究结果表明,病毒极早期基因ie1和ie0启动子的活性受到甲基化修饰的强烈抑制,pe38启动子活性受到部分抑制;同时滞早期启动子p35、DNApol、lef1、lef3和lef8的启动子则在甲基化处理后得到一定程度的激活.转染的同时用AcMNPV感染细胞,在多数启动子中并没有改变甲基化处理对它们表达活性的影响,但使其影响程度有所减弱.在另一些启动子(pe38,p35,lef1)中,AcMNPV的感染使甲基化的作用基本消失.这些结果表明DNA甲基化对一些杆状病毒启动子的转录活性有一定的调控作用.     

加性和乘性噪声对基因转录调控的影响

从DNA到RNA到蛋白质的过程叫基因表达，对这个过程的调节即为基因表达调控。在基因表达调控的转录水平上引进了噪声效应，并发现乘性噪声可作为基因转录调控的“开－关”机制，而加性噪声可影响系统的转录效率。     

乳腺癌Jab1蛋白调控Nov基因的表达受甲基化水平影响

为探讨癌基因Jab1在乳腺癌发生发展中的功能,首先在乳腺癌细胞MDA231中建立了慢病毒介导的Jab1基因的表达干扰系统,并通过人基因表达谱芯片分析结果以及实时定量PCR实验筛选出受Jab1调控的下游基因;此外,通过实时定量PCR以及Western blot实验证实Jab1干扰表达能降低Nov基因在转录和翻译水平表达,而且Nov启动子区域存在4个高甲基化CpG位点.进一步使用甲基转移酶抑制剂处理Jab1干扰表达细胞,发现与未使用抑制剂处理细胞相比,Nov基因的mRNA和蛋白质表达水平发生明显上调,说明Jab1基因调控Nov表达受甲基化水平的影响,提示Jab1可能是通过表观遗传学水平调控Nov基因的表达.     

基于生物信息学构建前列腺癌单细胞层面lncRNA-miRNA-mRNA调控网络

利用生物信息学筛选差异表达基因（Differentially Expressed Genes,DEGs）,构建前列腺癌（Prostate Cancer,PCa）单细胞层面lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,在分子水平上研究前列腺癌的发生发展过程及预后指标。首先从基因表达综合数据库（GEO）和癌症基因组图谱（TCGA）数据库分别下载单细胞RNA测序数据GSE157703和转录组测序数据TCGA-PRAD,通过R语言筛选差异表达信使RNA （DEmRNA）和差异表达长非编码RNA （DElncRNA）,利用相关软件预测并构建lncRNA-miRNA-mRNA调控网络;然后使用R语言进行基因本体论（Gene Ontology,GO）和京都基因与基因百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）分析,运用STRING数据库、Cytoscape软件建立蛋白相互作用网络,同时对单细胞RNA测序数据进行质控、降维、聚类和分群,构建单细胞层面的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络;最后进行生存分析,通过人类蛋白质图谱进行验证。结果显示,共得到3 013个DEmRNA和1 101个DElncRNA,筛选出51个lncRNA、27个miRNA和97个mRNA构建lncRNA-miRNA-mRNA调控网络。GO分析揭示靶基因在腺状细胞迁移、化学突触传递的调节等生物学过程富集,KEGG分析揭示miRNA在癌症、轴突导向和胞间的黏附等信号通路富集。通过PPI得到Top 10基因,据此整合单细胞水平上PCa单细胞转录组测序数据,得到包括肿瘤细胞在内的9个细胞群的多条精确的lncRNA-miRNA-mRNA调控轴。生存分析结果显示,ITGA2、PDLIM5H和PRRG4低表达组的无病生存期显著高于高表达组（P<0.05）,免疫组织化学验证了上述基因在肿瘤组织中均有不同程度的表达。本研究成功构建了PCa单细胞水平的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,并发现其不仅参与PCa的发生和发展,同时在临床预后预测方面也有重要意义。     

基于数据挖掘分析GABPA基因在肾上腺皮质癌的表达及预后意义

利用Oncomine数据库、cBioportal数据库、GEPIA数据库探索GABPA基因在肾上腺皮质癌（Adrenocortical carcinoma,ACC）及正常肾组织中的表达情况、GABPA基因突变情况及其对肾上腺皮质癌患者预后的影响。结果显示,与正常肾组织相比,GABPA mRNA在ACC组织中呈高表达。该基因编码的蛋白质在ACC组织中没有发生突变。预后分析表明,GABPA mRNA高表达组患者的无疾病进展生存时间显著低于GABPA mRNA低表达组。利用String-DB数据库分析与GABPA基因相互作用的蛋白质,包括NRF1、TFAM、TFB1M、TFB2M、GABPB1、GABPB2、PPRC1、PPARGC1A、HCFC1、SSBP1。本研究通过数据挖掘迅速获取分析肾上腺皮质癌组织GABPA基因表达的相关信息,为深入研究GABPA基因在肾上腺皮质癌发生发展中的作用机制奠定基础。     

KIF4A mRNA在肺癌组织中表达水平的研究

收集肺癌组织标本和正常肺组织标本,提取组织中的RNA,通过反转录PCR合成cDNA,进行实时定量PCR测定.结果表明:31例肺癌组织中有29例KIF4A mRNA的表达量高于正常组织,其中26例(83.87%)比正常组织高2倍以上,10例(32.30%)比正常组织高4倍以上;KIF4A mRNA的表达量与肿瘤淋巴结转移(TNM)分期的相关性具有统计学意义(F=0.565,P=0.029).由于肺癌组织中KIF4A mRNA的表达量升高与肿瘤的分期分型相关,因此可以作为判断肺癌分期及预后的新分子标志物,对于评估肺癌的发生与发展也可能具有重要意义.     

加权基因共表达网络分析筛选胰腺癌肿瘤免疫相关基因

分析胰腺癌免疫浸润,以期寻找胰腺癌免疫治疗的潜在靶点. 利用加权基因共同表达网络分析方法和CIBERSORT算法分析TCGA数据库中胰腺癌的基因表达数据,识别与B细胞免疫浸润水平相关的基因模块. 通过共表达网络和PPI交互网络分析,确定了9个枢纽基因CD79B、MYC、BANK1、TIMELESS、CD19、ATF3、ITGAL、IKZF3和RRAGB. 通过TIMER、Kaplan-Meier和差异表达基因等分析, 结果显示ITGAL在B细胞中高表达,在胰腺癌组织中显著上调,且该基因在胰腺癌中高表达与预后良好显著相关.     

基于TCGA数据库分析UHRF1基因在恶性胸膜间皮瘤中的表达及预后意义

利用生物信息学数据库分析泛素样含PHD和环指结构域蛋白1（UHRF1）在恶性胸膜间皮瘤（MPM）中的表达水平及临床意义。基于TCGA数据库和GTEx数据库差异表达分析UHRF1 mRNA在MPM组织和正常肺组织中的表达水平;使用R软件分析UHRF1 mRNA表达量与临床病理参数的相关性;构建Kaplan-Meier模型和单因素多因素COX回归模型分析UHRF1基因在MPM中的预后;利用TIMER2.0数据库分析UHRF1基因与免疫细胞浸润的关系; GSEA分析UHRF1基因发挥功能的主要富集通路。选取8例MPM组织及4例非MPM胸膜组织,通过RT-qPCR的方法验证UHRF1在MPM与非MPM胸膜组织的表达情况。数据库分析结果表明,与正常肺组织相比,UHRF1 mRNA在MPM组织中高表达; UHRF1高表达患者提示MPM患者预后不良;UHRF1基因表达量与CD4⁺辅助型T细胞2、CD4⁺效应记忆性T细胞、巨噬细胞等多种免疫细胞浸润水平具有显著的相关性（P ＜ 0.01）,且显著影响MPM患者的预后。功能富集分析显示,UHRF1主要在DNA复制、蛋白酶体、同源重组等通路中起作用。在收集到的病例样本中,与非MPM胸膜组织相比,UHRF1 mRNA在MPM组织中的表达显著增高（P ＜ 0.001）。UHRF1在MPM组织中高表达,可能通过调节DNA甲基化和免疫细胞浸润来影响MPM患者预后,有望成为MPM治疗和预后评估的潜在靶点。     

恶性胸膜间皮瘤中间皮素表达的临床病理相关性及其预后意义

通过探讨间皮素(MSLN)与恶性胸膜间皮瘤临床病理之间的相关性及其预后意义.采用R 3.6.3对美国公共癌症基因数据库(TCGA)进行数据挖掘和分析,利用Oncomine数据库对非癌组织与癌组织中MSLN的表达量进行比较分析,采用基因表达谱动态分析(GEPIA)构建Kaplan-Meier生存模型探究MSLN表达量对恶...     

影响口腔癌发生潜在MicroRNAs的生物信息学分析

为获得口腔癌组织和正常组织之间差异表达的miRNAs,从分子水平研究相关的miRNAs在肿瘤发生发展中的作用,从GEO数据库筛选并下载口腔癌及正常组织的基因芯片,运用GEO2R工具分析筛选口腔癌与正常组织间的差异表达miRNAs. 采用FunRich软件对将所得差异miRNAs进行GO功能注释、KEGG信号通路分析. 通过对GSE124566和GSE113956两个芯片数据进行分析,分别筛选得到109、1 079个差异表达miRNAs,分别包括41、673个上调基因和68、406个下调基因,筛选得到共同差异表达miRNAs有30个,其中上调16个,参与的生物过程主要有细胞间通讯等,细胞成分主要有细胞核等,分子功能主要有转录因子活性等;下调14个,参与的生物过程主要有信号转导等,细胞成分主要有细胞质等,分子功能主要有转录因子活性等. 通过对口腔癌芯片数据的生物信息学分析,发现30个差异表达miRNAs是口腔癌发生、发展的重要miRNAs,囊泡介导的转运,核苷酸的代谢等过程. 最后预测出了13 796个靶基因,并通过PPI互作分析筛选出了联系最紧密的10个靶基因.