【派森诺项目文章】ceRNA调控网络助力医学研究

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Molecular Medicine reports

文案 | 转录调控事业部

长链非编码RNA（lncRNA）和环状RNA（circRNA）参与肿瘤和纤维化疾病的发生和发展，但lncRNA和circRNA表达的综合分析尚未在人类肥厚性瘢痕（HS）中进行，如相关的共表达和竞争性内源RNA（ceRNA）网络。

本研究通过高通量测序比较人HS和正常皮肤组织中lncRNA，circRNA和mRNA的表达水平，对差异基因进行了GO和KEGG富集分析，并构建了差异编码非编码基因共表达（CNC）网络和ceRNA网络。

这些结果表明lncRNAs和circRNAs可能作为ceRNAs，与人类HS的病理生理学和发育有关，为进一步了解lncRNAs和circRNAs在肥厚性瘢痕形成中的新型调控机制奠定了基础。

实验材料：

肥厚性瘢痕组（H）和正常皮肤组（N）的皮肤组织

测序平台：

Illumina NextSeq 500‍

RNA-seq表达差异分析

高通量测序共检测到3469个差异lncRNA、536个差异mRNA和11个差异 circRNA (foldchange>2.0，P < 0.05)，其中299个="">

 

图1：(A) lncRNA、(B)circRNA和(C) mRNA的差异表达聚类热图

RT-qPCR验证

选取几个差异表达的lncRNA、circRNA和mRNA通过RT-qPCR检测RNA-seq结果。结果表明，RT-qPCR结果与RNA-seq结果一致。

图2：RT-qPCR验证

GO和 KEGG通路富集分析

GO富集结果表明，差异mRNA在各种生物过程中起重要作用，包括细胞外基质(ECM)组织、胶原代谢、生物粘附、细胞对生长因子刺激的负调节和皮肤发育(图3A)；差异lncRNA的靶基因主要与胶原代谢过程的调节、转录和DNA模板的调节、ECM组织等生物学功能相关 (图3B)。

KEGG富集结果表明，差异mRNA主要参与蛋白质的消化和吸收，PI3K-Akt信号通路和TGFβ信号通路等(图4A)；差异lncRNA的靶基因主要参与FoxO信号通路，催乳激素信号通路和TGFβ信号通路等(图4B)。

图3：差异基因GO富集分析

图4：差异基因KEGG通路富集分析

 

差异circRNA来源基因的GO富集分析表明与ECM组织、对营养物质的反应和骨骼发育等有关(图5)。此外，KEGG分析显示，主要参与PI3K-Akt信号通路、ECM受体相互作用、蛋白消化和吸收等。

图5：差异circRNA来源基因的GO和KEGG富集分析

共表达网络分析

lncRNA‑mRNA和circRNA‑mRNA的共表达网络显示与细胞增殖、粘附、转移和分化等众多生物学过程相关（图5）。

图6：lncRNA‑mRNA（A）和circRNA‑mRNA(B)共表达网络图

ceRNA网络分析

根据ceRNA假说，许多lncRNA、circRNA和mRNA可能作为ceRNA发挥作用。ceRNA网络分析图可以看出差异的lncRNA、circRNA和mRNA之间可以共享一个miRNA，存在竞争关系，这些RNA间的相互作用可能为深入了解HS的机制提供新的见解。

图7：肥厚性瘢痕（HS）中的ceRNA网络

参考文献

Li M, Wang J, Liu D, Huang H. High‑throughput sequencing reveals differentially expressed lncRNAs and circRNAs, and their associated functional network, in human hypertrophic scars. Mol Med Rep. 2018;18(6):5669-5682.