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全轉(zhuǎn)錄組芯片在疾病lncRNA表達(dá)譜分析中的應(yīng)用案例
【字體: 大 中 小 】 時間:2017年04月25日 來源:生物通
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lncRNA已證實在對表達(dá)具調(diào)節(jié)調(diào)控作用,因此lncRNA在疾病機制上的潛在作用,已經(jīng)成為繼基因組變異之外的新研究熱點。Affymetrix HTA 2.0全轉(zhuǎn)錄組芯片在lncRNA表達(dá)譜分析中也能發(fā)揮重要作用。
長鏈非編碼RNA-BHLHE40-AS1,侵入性乳腺癌分子標(biāo)志物 2015,Cancer Research 8.556
The long noncoding RNA BHLHE40-AS1 as a functional biomarker of invasive breast cancer
過去30年來,越來越多地強調(diào)乳腺癌篩查,導(dǎo)致癌前癌原位癌(DCIS)的診斷急劇增加。不幸的是,晚期侵入性和轉(zhuǎn)移性疾病的診斷沒有成比例地下降,這提示了過度診斷和過度治療無害的DCIS。由于缺乏生物標(biāo)志物,DCIS病變的異質(zhì)性和對侵入性進展機制的了解不足,目前尚無臨床相關(guān)的“預(yù)測哪些DCIS病變將進入侵入性癌癥”的方法。因此,所有的DCIS患者都經(jīng)歷了積極的治療方案以預(yù)防疾病進展。因此,迫切需要確定驅(qū)動乳腺癌進展的基本機制,以更好地告知患者治療方案,并提名治療侵襲性疾病的新型治療切入點。
最近,長的非編碼RNA(lncRNA)已經(jīng)作為表觀遺傳狀態(tài)和基因表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑而受到關(guān)注。雖然lncRNA的研究還處于起步階段,但它們作為發(fā)展和腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子已被發(fā)現(xiàn),因此它們是乳腺癌進展的潛在驅(qū)動因素的豐富來源。我們設(shè)想lncRNAs可能在功能上驅(qū)動乳腺癌浸潤,其表達(dá)可能可以用于區(qū)分無害和潛在侵入性DCIS。
通過對一連串DCIS和浸潤性乳腺癌病變的婦女的活組織檢查,我們確定了一組在侵入性活檢樣品中集中的長非編碼RNA(lncRNA)的隊列。從這個隊列中我們已經(jīng)確定了lncRNA BHLHE40-AS1在乳腺癌進展系列中逐步增加,從正常的,未轉(zhuǎn)化的細(xì)胞升高到高侵襲性疾病。初步證據(jù)表明,BHLHE40-AS1表達(dá)調(diào)節(jié)體外侵襲潛能。使用GeneChip®人體轉(zhuǎn)錄組2.0陣列(HTA),我們已經(jīng)確定了以前與驅(qū)動乳腺癌侵襲相關(guān)的幾個靶標(biāo),可能受到BHLHE40-AS1的調(diào)控。未來發(fā)展方向?qū)⒅赜诖_定BHLHE40-AS1表達(dá)對原位異種移植模型中腫瘤細(xì)胞侵襲的影響,機械闡述其功能,并確定BHLHE40-AS1作為侵襲性乳腺癌臨床相關(guān)生物標(biāo)志物的效用。
子宮腺肌癥中在位內(nèi)膜異常表達(dá)的長非編碼RNA研究 2016,European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology 影響因子9.826
Aberrantly expressed long noncoding RNAs in the eutopic endometria of patients with uterine adenomyosis
子宮腺肌癥是一種常見的婦科疾病。子宮內(nèi)膜異位癥的改變可能在子宮腺肌癥的發(fā)病機制中起重要作用。長非編碼RNA(lncRNA)代表基因表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。我們的目標(biāo)是在全基因組范圍內(nèi)鑒別子宮內(nèi)膜異位癥患者的特應(yīng)性子宮內(nèi)膜中識別差異表達(dá)長的非編碼RNA和信使RNA(mRNA)。
方法 通過Affymetrix Human Transcriptome Array 2.0檢測子宮腺肌癥患者和正常對照組患者的子宮內(nèi)膜中l(wèi)ncRNAs和mRNA的表達(dá)水平。進行生物信息學(xué)分析進一步調(diào)查。隨機選擇三個上調(diào)和三個下調(diào)的lncRNA進行定量實時聚合酶鏈反應(yīng)驗證。
結(jié)果 在子宮腺肌癥患者的特應(yīng)性子宮內(nèi)膜中共有165個lncRNA和612個mRNA異常表達(dá)。通路分析表明,40條通路對應(yīng)于上調(diào)的轉(zhuǎn)錄物,39條通路對應(yīng)于下調(diào)的轉(zhuǎn)錄物。通過比較共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)之間的差異,可以產(chǎn)生可能在子宮腺肌癥發(fā)病機制中發(fā)揮作用的基因列表。六種選擇的lncRNA的表達(dá)通過定量實時聚合酶鏈反應(yīng)驗證。
結(jié)論 這項研究首次顯示,在具有子宮腺肌癥的婦女中,lncRNA表達(dá)譜發(fā)生改變,為進一步機械研究提供了新的生物學(xué)基礎(chǔ)。
結(jié)直腸腺瘤-癌序列中長鏈非編碼RNA的表達(dá)研究 2016,Cancer Research 影響因子8.556
Key tumor growth controlling long non-coding RNA (lncRNA) expression alterations in the colorectal adenoma-carcinoma sequence
背景:長的非編碼RNA可能在結(jié)腸直腸癌(CRC)發(fā)展中起作用,然而,結(jié)直腸腺瘤-癌癥發(fā)展進程(C-ACS)中的lncRNA表達(dá)譜及其與復(fù)雜表觀遺傳調(diào)控系統(tǒng)的關(guān)系仍然不完整。
目的:我們在全基因組lncRNA表達(dá)譜范圍內(nèi)針對C-ACS的上下游表觀遺傳學(xué)分析,以探索異常表達(dá)的lncRNA的潛在機制和后果。
材料與方法:用Human Transcriptome Array(HTC)2.0(Affymetrix)對60例結(jié)腸活檢標(biāo)本(20例CRC,20例腺瘤,20例正常)分析其lncRNA表達(dá)水平。使用Expression Console和Transcriptome Analysis Console進行數(shù)據(jù)分析。通過HGU133 Plus 2.0陣列數(shù)據(jù)和qRT-PCR驗證了一些候選目標(biāo)的表達(dá)。通過甲基捕獲測序研究了lncRNA啟動子區(qū)的DNA甲基化狀態(tài)。使用miRCODE算法預(yù)測lncRNA的miRNA靶標(biāo),并使用GeneChip miRNA 3.0 Array分析miRNA表達(dá)。基于上述全基因組表達(dá)陣列來評價在相應(yīng)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中mRNA表達(dá)變化。
結(jié)果:根據(jù)HTA結(jié)果,分析全基因組水平的40.914非編碼轉(zhuǎn)錄本,腺癌12個lncRNA(如CCAT1,LINC00278)顯著上調(diào),6個lncRNA(如FLJ22763,RP11.747D18.1)與健康對照相比下調(diào),而在CRC樣本中,與腺瘤相比,lncRNA(UCA1)被過表達(dá),8個lncRNA(例如LINC00350,LINC00261)未表達(dá)(p <0.05;-2≥Fold變化≥2)。在CRC樣品中,與正常對照相比,8個lncRNA(例如MACC1,AC123023.1)被上調(diào),11個lncRNA(例如RP13-497K6.1)被下調(diào)。此外,在CRC樣本中上調(diào)的42%的lncRNA在腺瘤樣品中已經(jīng)顯示出顯著升高的表達(dá)(p <0.05)(例如LINC350,CCAT1被上調(diào),LINC01133,F(xiàn)LJ22763與健康對照相比下調(diào))。啟動子DNA甲基化與C-ACS(例如CCAT1)的lncRNA表達(dá)呈反比。根據(jù)腫瘤中異常的lncRNA表達(dá),miRNA和mRNA靶標(biāo)的表達(dá)顯示出系統(tǒng)的改變,例如UCA1在CRC樣品中上調(diào)與miR-1下調(diào)并伴有MET原癌基因靶mRNA過表達(dá)(p <0.05)。
結(jié)論:定義的lncRNA組(包括MACC1,CCAT1,UCA1)在結(jié)腸直腸腺瘤發(fā)育和腫瘤細(xì)胞生長途徑中具有中樞調(diào)節(jié)作用。使用整個基因組陣列技術(shù)證實了潛在的DNA甲基化變化和miRNA和mRNA靶標(biāo)表達(dá)改變。鑒定的lncRNA候選組可作為早期診斷生物標(biāo)志物和作為CRC的潛在治療分子靶標(biāo)進一步研究。
幽門螺旋桿菌感染后胃癌細(xì)胞長鏈非編碼RNA表達(dá)研究 2015,BMC Medical Genomics 影響因子2.726
Microarray analysis of Long non-coding RNA expression profiles in human gastric cells and tissues with Helicobacter pylori Infection
背景:幽門螺桿菌(幽門螺桿菌)是主要的胃腸道病原體,但幽門螺桿菌相關(guān)疾病的遺傳和分子機制尚未完全闡明。長非編碼RNA(lncRNA)已經(jīng)在真核細(xì)胞中被鑒定,其中許多在調(diào)節(jié)生物學(xué)過程和發(fā)病機制中起重要作用。然而,人感染幽門螺桿菌后的lncRNAs表達(dá)變化很少報道。本研究旨在鑒定感染幽門螺桿菌后人胃上皮細(xì)胞和組織中的失調(diào)的lncRNA變化。
方法:用Human Transcriptome Array 2.0 (HTA 2.0; Affymetrix)分析感染或沒有感染幽門螺桿菌的GES-1細(xì)胞中l(wèi)ncRNA和mRNA的異常表達(dá)譜。通過qRT-PCR驗證目標(biāo)lncRNA的表達(dá)變化,以確認(rèn)細(xì)胞和臨床標(biāo)本中的微陣列數(shù)據(jù)。我們根據(jù)特異性表達(dá)的lncRNA或mRNA的歸一化信號強度構(gòu)建了lncRNA-mRNA共表達(dá)網(wǎng)絡(luò),以鑒定mRNA和lncRNA之間的相互作用。并進行基因本體(GO)和異常表達(dá)的mRNA的KEGG途徑分析,以識別相關(guān)的生物學(xué)功能和病理學(xué)途徑。
結(jié)果:微陣列分析結(jié)果表明,幽門螺桿菌感染后,GES-1中有303個獨特的lncRNA被誘導(dǎo)或抑制,其中56.4%(171個lncRNA)被抑制,43.6%(132個lncRNA)被誘導(dǎo) ≥2或≤0.5,P <0.05)。 n335470(11.48倍變化)是最顯著的上調(diào)的lncRNA,NR_002763(CPS1-IT1,0.075倍變化)是最顯著的下調(diào)的lncRNA。對于mRNA,表達(dá)譜分析數(shù)據(jù)顯示,與對照模型相比,幽門螺桿菌感染模型中1936個mRNAs中共有565個異常表達(dá)的mRNA(變化倍數(shù)≥2或≤0.5,P <0.05),其中49.2 %(278個mRNA)上調(diào),50.8%(287個mRNA)下調(diào)。 在這些mRNA中,IGFBP1(12倍變化)顯示最高程度的上調(diào),而MUC13(0.11倍變化)是最下調(diào)的蛋白質(zhì)編碼基因。
LncRNA-mRNA共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)顯示可能在幽門螺桿菌相關(guān)發(fā)病機制中起重要作用的核心lncRNA / mRNA。GO和KEGG分析表明幽門螺桿菌感染異常表達(dá)的mRNA的功能與炎癥和致癌作用密切相關(guān)。 QRT-PCR數(shù)據(jù)證實了其表達(dá)模式。
在不同細(xì)胞模型(SGC-7901和BGC-823)中檢測到的異常表達(dá)的lncRNA的結(jié)果之間存在差異。 SGC-7901和BGC-823細(xì)胞系來自人胃腺癌;它們對幽門螺桿菌的細(xì)胞反應(yīng)與正常胃粘膜上皮細(xì)胞中的反應(yīng)非常不同。因此我們得出結(jié)論,這兩種癌細(xì)胞系的lncRNA表達(dá)譜也有很大的不同。與陰性標(biāo)本相比,67個幽門螺桿菌陽性粘膜標(biāo)本中的lncRNAs,n345630,XLOC_004787,n378726和LINC00473顯示出下調(diào)。已有報道在胃癌中LINC00152表達(dá)的增加,并且涉及細(xì)胞增殖。起初我們認(rèn)為LINC00152可能涉及幽門螺桿菌相關(guān)消化性疾病的發(fā)病機制,并確認(rèn)幽門螺桿菌感染細(xì)胞中LINC00152表達(dá)模式的qRT-PCR驗證與微陣列數(shù)據(jù)(2.11倍變化)一致。然而,在胃粘膜組織中,我們發(fā)現(xiàn)反向表達(dá)模式(P <0.001)超出預(yù)期。
結(jié)論 我們的研究提供了幽門螺旋桿菌感染細(xì)胞中l(wèi)ncRNAs微陣列表達(dá)譜的初步探索,確定了幽門螺桿菌感染模型和胃粘膜組織中異常表達(dá)的lncRNA的子集。這些失調(diào)的lncRNA可能有助于對幽門螺桿菌相關(guān)疾病和疾病的病理反應(yīng)和發(fā)展的研究。這將擴大我們對發(fā)病機理的理解,并為幽門螺桿菌感染的診斷和治療提供新的方法。