基于miRNA调控网络研究其在乳腺癌病理学分型中的作用

目前microRNA(miRNA)转录后的调控作用在乳腺癌(breast cancer,BC)致病机理探寻中受到广泛关注.但在病理分型中,人们对于miRNA如何与其靶标基因相互作用来调控乳腺癌的分型还知之甚少.本文通过结合基因表达数据和序列信息预测miRNA在乳腺癌分型中的作用.首先,使用T统计针对健康、非浸润及浸润性乳腺癌样本提取差异表达的miRNA和mRNA;然后,利用HCtarget算法预测表达显著miRNA的靶基因;最后,构建miRNA和mRNA调控网络并进行富集性分析.分子生物学分析显示,10个显著表达的miRNA的靶基因广泛参与MAPK信号通路、Wnt信号通路、雌激素信号通路等与乳腺癌密切相关的通路.而hsa-miR-200c,hsa-miR-205和hsa-miR-145调控强度变化贯穿乳腺细胞由正常到非浸润再到浸润的整个过程,可以作为识别乳腺癌潜在的分子标志物,为乳腺癌发病机理研究提供了方法和依据.     

microRNA对肿瘤细胞增殖与分化的调控

microRNA(miRNA)是一种长度约为22核苷酸(nt)的非编码RNA,其主要通过碱基互补与靶mRNA的3'端非翻译区(3'UTR)结合,导致靶mRNA降解或抑制蛋白质的合成,在转录后水平调节基因的表达.miRNA突变、缺失或表达水平的异常会导致生理的异常与疾病的发生,与人类肿瘤疾病密切相关,它具有类似于癌基因或抑癌基因的作用,可参与肿瘤细胞的增殖、分化和细胞凋亡等调控过程.miRNA在肿瘤诊断和治疗方面具有广阔的应用前景.     

miRNA与子宫内膜容受性

microRNAs(miRNAs)是一种内源性非编码小RNA,以完全或非完全互补的方式与其靶mRNA相结合,通过影响靶基因转录或翻译来调控细胞发育、分化、增殖、凋亡及疾病的发生发展等.在胚胎着床的子宫内膜容受性形成及蜕膜化过程中,胚胎滋养层细胞对子宫内膜的有控性侵袭是胎儿正常发育的基础.虽然,目前对miRNA与子宫内膜容受性的关系仍不十分清楚,但是已有一些研究表明,在正常妊娠胎盘、绒毛和正常子宫内膜中,一些miRNA与靶基因存在一定的的互作关系.本文简要综述了miRNA与子宫内膜容受性相关的研究进展.     

miRNA在肿瘤转移中的研究进展

microRNA(miRNA)是近几年发现的一类高度保守的、长度为20～25 nt的非蛋白质编码的单链小分子RNA。miRNA广泛地存在于多种真核生物中,其主要功能是通过两种方式调控其靶基因的表达:诱导靶向mRNA的降解或者抑制靶向mRNA的翻译。miRNA除了在机体的正常生长发育等生理过程发挥作用外,还在多种病理过程尤其是肿瘤的发生、发展和转移中扮演重要的角色。肿瘤转移的本质是宿主与肿瘤细胞之间一系列复杂的、多因素的相互作用的结果,是恶性肿瘤的重要生物学特征之一。现已有大量研究表明,诸如miR-21、let-7、miR-224和miR-10b等miRNA与消化系统肿瘤、呼吸系统肿瘤、泌尿系统肿瘤和乳腺癌等的转移有关。除此以外,miR-200也与肿瘤转移的EMT(上皮-间质转化)理论密切相关。这些miRNA具体的调控、靶基因的预测和被调控通路虽有大量研究,但机制尚不完全清楚。随着今后相关研究的深入,miRNA可为诊断肿瘤的早期转移和预后检测带来广阔的前景,也会作为新的生物学标记参与肿瘤的治疗。     

中国鲎保守miRNA靶基因预测及功能分析

以中国鲎、美洲鲎和果蝇EST为靶标,使用多个软件对中国鲎胚胎发育期高表达、高保守的19条miRNA进行靶基因预测。结果表明:8条miRNA在中国鲎EST中获得18条靶基因;17条miRNA在美洲鲎EST中获得616条靶基因;12条miRNA在果蝇EST中获得543条靶基因。这些保守miRNA潜在调控靶基因的功能,不但可能与血液凝集反应以及抗菌功能相关,而且还可能广泛参与生化调控、细胞组分组织架构、细胞组分空间定位、发育过程、多细胞器官构建、色素形成等生理过程。     

小分子RNA家族中的新成员--microRNA

近来,人们在多种生物中发现了一类新的小分子RNA——microRNA(miRNA)．miRNA是20～24nt的单链RNA,在进化上具有高度的保守性,它通过与靶mRNA不完全互补配对,抑制蛋白翻译,调节内源基因表达,在基因调控中扮演了重要的角色．miRNA和siRNA(small interferenceRNA)在生成机制、作用途径等方面关系密切,它们既有区别又相互联系．小分子RNA的研究将是今后分子生物学的研究热点之一．     

大黄鱼转录组水平miRNA的生物信息学分析

根据成熟miRNA序列在物种间高度保守的特性,miRNA前体可以形成茎环状的二级结构,以及miRNA非编码的特性,搭建出了miRNA挖掘的生物信息学流程,并利用此流程在大黄鱼全转录组中进行miRNA的挖掘,得到54条成熟miRNA序列以及54条前体序列(pre-miRNA),根据其种子区的序列将其归为29个miRNA家族。通过对预测得到的miRNA前体序列同其他物种中相同家族的miRNA前体序列构建系统进化树,揭示出同一家族的miRNA前体在不同物种之间的保守性和多样性。利用两种靶基因预测软件,对成熟miRNA进行靶基因预测,共得到2360个靶基因,并对这些靶基因使用BLAST2GO做了进一步的GO注释和富集分析。     

阿尔茨海默症miRNA靶基因预测研究

为深入了解阿尔茨海默症的发病机制,利用匹配的基因表达数据和miRNA表达数据,对miRNA的靶基因进行预测分析.首先对选择出的差异表达miRNA进行靶基因预测;然后利用HCTarget算法验证预测的靶基因;最后对miRNA及其靶基因构建调控网络.调控网络中包含11个已确定的与AD有关的miRNA及6个AD致病基因.通过分析网络发现miRNA及其靶基因在正常与患病两种情况下的活性变化趋势,生物学分析也证实了它们在AD中的重要作用,为AD发病机制研究提供了依据.     

靶向HIV-1细胞受体基因CCR5的人工miRNA的构建与鉴定

趋化因子CCR5是HIV-1入侵机体细胞的主要辅助受体之一,通过抑制CCR5的表达可以在一定程度上阻断HIV-1的复制进程.miRNA介导的RNA干扰相比经典的siRNA在应用中具有更多的特点.本研究的目的是构建可特异有效靶向CCR5的人工miRNA元件.本研究以CCR5基因序列为模板设计了14个miRNA靶序列,以天然miR-30a为基础骨架通过靶序列区替换构建人工miRNA元件.通过将miRNA表达质粒与携带靶序列区的报告质粒的共转染抑制实验检测不同miRNA的抑制效率,结果显示miCCR-13A具有较好的抑制效率和特异性.进一步将miCCR-13A表达载体转染CCR5阳性的HIV-1受体细胞株TZM-b1,RT-PCR检测显示miCCR-13A可在细胞中获得有效表达,同时应用免疫流式细胞术检测显示在miCCR-13A转染细胞相比对照细胞的CCR5蛋白的检测活性明显降低.进一步的研究显示miCCR-13A在细胞中不会影响细胞活性和干扰素效应相关基因osa1和stat1 mRNA水平,具有良好的特异性.本研究获得的可特异靶向CCR5的人工miRNA元件可为进一步的抗HIV-1研究提供重要基础.     

缺血性脑卒中外周血差异miRNA挖掘与生物信息学分析

目的 本研究旨在通过生物信息学方法筛选缺血性卒中的关键miRNA,探讨其下游靶基因及相关调控通路在缺血性中风中可能发挥的生物学作用.方法 利用R语言的Limma包分析大鼠缺血性卒中模型外周血miRNA表达谱数据,miRbase数据库鉴定差异miRNA保守性,miRDB数据库预测这些miRNA的靶基因.联合应用strin...     

miRNA与肿瘤发生

肿瘤发生的机制是细胞出现失控性增殖。肿瘤的发生一直被广泛认为是由于一系列癌基因蛋白和抑癌基因蛋白的开放读码框的突变而逐步形成的。随着非编码RNA（ncRNA）的发现，传统观念正被改变。最近的研究表明非编码RNA中的成员miRNA可能对于肿瘤的形成起着重要的调控作用。 miRNA（microRNA）是一类高度保守的非编码RNA（ncRNA），长度一般为19—25nt的单链型RNA（ssRNAs），由60．110nt的可形成发夹状的内源性转录前体加工而成。miRNA与靶mRNA的3’UTR碱基配对，通过抑制mRNA的翻译或直接使mRNA降解，在转录后水平使基因产生沉默。越来越多的证据显示由miRNA调节的基因调控机制作为基因表达水平调控的一种重要方式，与肿瘤的发生密切相关。     

miRNA调控诱导的随机增益和双峰表达

一方面,miRNA通过加速mRNA的降解对基因表达进行后转录调控; 另一方面,最新的研究表明某些细胞中miRNA以切换的方式对mRNA进行调控.基于此,建立起一个miRNA后转录调控的基因表达模型.通过对相应化学主方程的分析求解与数值模拟,研究了miRNA调控过程中的噪声对mRNA表达的定量和定性影响.结果显示:这种随机涨落既能提高mRNA的平均表达水平(称这种现象为随机增益)又能诱导mRNA的双峰表达.研究结果表明:miRNA后转录调控是一种有效控制基因表达的机制.     

藏鸡肌肉组织中3条新发现miRNA序列的克隆及靶基因预测

旨在克隆藏鸡不同发育阶段肌肉组织中新发现的差异表达的3条miRNA(miR-13_529,miR-20_1207,miR-24_1302)序列,并对它们的靶基因进行预测,为3条miRNA序列功能的研究奠定基础.随机选择150日龄健康藏鸡,屠宰并采集藏鸡肌肉组织,提取组织总RNA,利用Stem-loop RT-PCR法克隆获得藏鸡3条新发现miRNA序列,利用4个生物信息学预测软件预测3条miRNA序列的靶基因.结果表明,克隆获得miR-13_529序列23bp,miR-20_1207序列21bp,miR-24_1302序列22bp.靶基因预测结果显示,分别能与3条miRNA序列特异性结合的2个、10个和1个靶基因均与肌肉生长发育相关.这些结果表明3条新发现的miRNA序列可能在藏鸡肌肉发育的过程中具有重要的调控作用.     

水稻microRNA及其靶基因的系统鉴定

miRNA在植物生长发育和环境胁迫中发挥着重要的作用.本研究基于49个水稻小RNA 测序数据,系统分析了已知miRNA的表达,并鉴定到了新的水稻miRNA.我们发现,miRBase上注释的水稻miRNA中,只有39％具有可检测的表达. 此外,对水稻降解组数据的分析鉴定到一些新的miRNA靶基因,包括两个新的miR444靶基因,它们分别编码WD40蛋白和热休克因子型DNA结合蛋白.     

植物miRNA研究进展

miRNA是一类长度为 2 0～ 2 5nt,能调节mRNA表达的非编码RNA基因产物 .自 1993年首次在线虫中发现以来 ,miRNA的研究一直局限于动物中 .2 0 0 2年 ,miRNA被证实也存在于植物中 ,随后植物中越来越多的miRNA相继被报道 ,有关植物miRNA的形成、特征、作用机制以及它与植物生长发育的关系也日益引起人们的兴趣 .本文就植物中miRNA的研究现状做一综述 .     

大豆降解组文库microRNAs的启动子分析

研究目的：创新要点：通过分析miRNA的核心启动子和顺式作用元件为进一步解析大豆（Glycinemax）miRNAs表达调控及其功能研究提供重要信息。利用生物信息学方法全面解析了大豆降解组文库miRNA的启动子特征,并依据顺式作用元件及靶基因构建了miRNA的表达与生长素响应因子、赤霉素响应因子之问存在潜在的负反馈调控网络。研究方法：本研究利用TSSP程序和PlantCARE数据库预测了来自大豆降解组文库的440个miRNA的核心启动子以及369个miRNAs的顺式作用元件,并依据顺式作用元件及靶基因构建miRNA调控网络。重要结论：83．86％的miRNA在其上游序列中含有启动子,8．64％的miRNA在其下游序列中含有启动子,21．59％的miRNA包含增强子。核心启动子的TATA盒与转录起始位点（TSSs）的分布相似（见图2）。此外,对转录起始位点5’端的顺式作用元件预测为miRNAs的可能功能和表达的时空性提供了线索。miRNAs的顺式作用元件和靶基因的分析显示,部分miRNA的表达与生长素响应因子、赤霉素响应因子之间存在潜在的负反馈调控（见图3）。     

橡胶树miRNA探查

橡胶是一种重要的工业原料,橡胶树的种植是热带地区尤其是海南省重要的农业产业之一。miRNA在生物的生长发育及抵御病虫害方面发挥了重要作用,而已公布橡胶树的miRNA仅有32种。通过胶乳miRNA测序的方法对橡胶树miRNA进行系统的探查,共发现已知miRNA 170种,预测新的miRNA 250种,对这些miRNA靶基因进行预测及GO功能富集分析发现,其GO条目主要集中在碳水化合物的合成代谢方面,这提示我们miRNA在胶乳的合成代谢过程中发挥了一定的作用。实验结果将为后续miRNA的进一步研究应用奠定基础。     

miRNA与其靶mRNA 3′UTR序列的匹配特征分析

MicroRNA是调控基因表达的重要功能片段,它们在动植物的生长发育、疾病发生过程中发挥着重要的作用。基于miRecords数据库,以人类、小鼠和大鼠实验验证的miRNA和它们的靶mRNA 3′UTR序列为研究对象,分析了miRNA和其匹配片段在3′UTR序列上的位置偏好性。研究发现,miRNA与3′UTR序列相互作用的位置存在区域偏好。低G+C含量的miRNA主要作用在3′UTR序列的5′端和3′端,高G+C含量的miRNA主要作用在3′UTR序列的5′端。低G+C含量的匹配片段在3′UTR序列上没有明显的位置偏好,而高G+C含量的匹配片段集中分布在3′UTR序列的5′端。低配对率的匹配片段主要分布在3′UTR序列的两端,中等配对率的匹配片段主要分布在3′UTR序列的5′端。此外,还分析了miRNA与匹配片段的4种相互作用方式中配对率的差异。研究对于揭示miRNA对基因表达调控的多样性提供了新的思路。     

microRNA在树鼩真菌性角膜炎中的调控网络及其生物学功能分析

筛选树鼩真菌性角膜炎发病过程中差异表达的微小RNA(microRNA,miRNA)和信使RNA(mRNA),分析其靶基因的生物学功能及信号通路,为阐明真菌性角膜炎的免疫机制及筛选其抗真菌治疗的潜在靶点提供线索。通过茄病镰刀菌液显微注射至树鼩角膜基质,诱导真菌性角膜炎的发生;使用高通量测序技术检测茄病镰刀菌感染树鼩第7天、14天和30天的角膜组织miRNA和mRNA表达谱,以自身未感染的眼角膜为对照;差异表达miRNAs的靶基因与差异表达mRNAs取交集构建miRNA-mRNA调控网络,采用实时荧光定量PCR进行验证;最后对靶基因进行GO和KEGG富集分析。结果表明:在茄病镰刀菌感染树鼩角膜第7天、14天和30天,分别有78、56、41个mRNAs和70、63、20个miRNAs显著性差异表达,其中有29个mRNAs和14个miRNAs在感染第7天、14天和30天均显著性差异表达,Has-miR-214-3p和Has-miR-149-5p处于调控网络的关键节点。GO和KEGG富集分析发现,显著性差异表达的mRNAs和miRNAs靶基因主要参与免疫反应和炎症反应,涉及Toll-like受体、NOD-like受体、NF-kB和TNF信号通路。研究结果明确了树鼩真菌性角膜炎存在miRNA-mRNA差异表达基因谱,Has-miR-214-3p、Has-miR-149-5p与树鼩真菌性角膜炎相关,可作为真菌性角膜炎发生和预后评价的潜在生物学标志物。     

miRNA传感检测技术的研究进展

微小RNA（miRNA）是一类新发现的长度为21-25个核苷酸的RNA,它在转录后水平调节靶基因表达．已有研究表明,miRNA在发育、细胞增殖、凋亡、脂类代谢、激素分泌及肿瘤发生等多种生理和病理过程中发挥重要作用．针对miRNA的检测技术的研究主要包括2大类：一是以传统实验技术方法为基础建立起来miRNA特有的技术方法,二是已成熟应用的生物传感技术．综述了2大类miRNA的检测技术,并对现有的检测技术的特点进行分析．