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2018国自然非编码RNA项目必备热点

2018-03-01

lncRNA、circRNA作为近年的研究热点,2017年在国家自然科学金获批的项目方面有了巨大的飞跃,2018年国自然基金申请在即,小编整合ncRNA领域高分文章研究思路及创新点,带您一起迅速get国自然基金申请必备热点~ 



生物标记物筛选

lnRNA及circRNA相较mRNA具有更高的组织与时空特异性,并可通过多种方式在转录及转录后水平发挥调控作用,是疾病早期诊断及预后生物标记物的最佳候选。Biomarker相关研究主要基于RNA-seq技术,结合大样本量数据,筛选鉴定出在疾病组织或患者中特异性表达的RNA分子,指导疾病早期诊断以及预后情况的判断。


01

CircRNA在膀胱癌早期诊断中的研究[1]



期刊:Npj Genomic Medicine


研究者从早期膀胱癌角度出发,考察circRNA是否可以作为膀胱癌潜在临床诊断标记物。通过收集457个非肌层浸润性膀胱癌(NMIBC)标本进行转录组测序分析,共鉴定出15223个circRNAs分子,进一步筛选获得279个高表达的circRNAs分子,113个circRNA在高风险与低风险肿瘤亚型中显著差异表达。结合临床特征等进行关联分析,最终确定13个circRNAs与膀胱癌的进展存在相关性,可作为NMIBC潜在的诊断分子指标。


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图1 NMIBC 分析鉴定思路



02

硬化依赖性VSMC功能的潜在关键lncRNA调节因子[2]



期刊:Arterioscler ThrombVasc Biol  

IF=6.607


血管细胞外基质硬化是主动脉和冠状动脉疾病的危险因素,但lncRNA对于细胞硬化反应机制的研究尚未涉及。本研究对人类主动脉和冠状动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)进行转录组测序,筛选出相对更保守、组织特异性更强的3098个硬化敏感相关的基因(SS基因),最终将MALAT1鉴定为在体外和体内调节硬化依赖性VSMC增殖和迁移的SS lncRNA,作为硬化依赖性表型的调节因子。


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图2 主动脉和冠状动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)转录组研究分析思路图



lncRNA篇

lncRNA发挥作用的方式具有多样性,可通过染色体修饰,结合miRNA、mRNA、蛋白质等在表观遗传、转录及转录后等多种水平调控基因表达。根据lncRNA不同的细胞定位其分子功能机制存在一定差别。lncRNA定位于细胞浆,更倾向于通过ceRNA作用,即“microRNA海绵”发挥作用;lncRNA定位于细胞核,可通过对上下游DNA/蛋白分子结合发挥调控功能。结合RNA干扰、过表达、靶基因敲除等分子实验可实现对lncRNA分子机制的深入探究。




01

自闭症患者lncRNA、剪切、区域基因表达模式的全基因组变化研究[3]



期刊:Nature 

IF= 40.137


自闭症谱系障碍(ASD)又称孤独症,是一种较为严重的发育障碍性疾病,涉及大量遗传异质性机制。研究人员通过对48个自闭症患者和49个对照组(正常人死后捐赠)的额叶、颞叶皮层、小脑组织样本进行转录组测序及相关研究,探究与自闭症相关的lncRNA、可变剪切因子、转录调控因子。ASD染色体15q11.2-13.1重复综合征(即Dup15q综合征)可以作为原发性自闭症的转录识别标志。共表达网络分析揭示自闭症患者在发病的前二十年,微神经胶质和突触功能的变化轨迹与年龄相关。



02

非编码RNAs通过miRNA介导的ceRNA调控网络参与CLDN4调控[4]



期刊:Nature Communications 

IF=12.123


许多基因被报道在癌症的发展进程中发挥重要作用,作者通过构建共表达网络对胃癌中紧密连接蛋白Claudin-4(CLDN4)进行深入研究。Claudin-4在胃癌组织中高表达,与不良预后有紧密关系。研究发现,miR-596和miR-3620-3p可通过结合CLDN4从而逆转胃癌细胞的增殖、迁移等过程。LncRNA-KRTAP5-AS1、lncRNA-TUBB2A作为竞争性内源RNA可间接影响Claudin-4的功能发挥。结果表明,ncRNA在CLDN4的调控网络中扮演重要角色。本文为ncRNA作为胃癌的生物学标记物及对抗胃癌的治疗靶点提供了新的理论依据。


circRNA篇

2017年circRNA研究呈现出大爆发的趋势,circRNA具有更高的稳定性及组织时空特异性,成为疾病biomarker的最佳候选。同时鉴定得到特异性circRNA分子后,对其涉及的分子调控机制进行深入探究成为当前研究的主流思路。




01

circHIPK3在膀胱癌中竞争性抑制miR-558[5]



期刊:EMBO Reports  

IF= 8.568


circRNA在调节基因表达中发挥重要作用,本研究应用RNA-Seq在膀胱癌组织与癌旁组织中共鉴定出6154个差异表达的circRNAs,其中circHIPK3显著低表达。过表达实验表明circHIPK3可明显抑制膀胱癌细胞系的增殖和迁移。分子机制方面以“microRNA sponges”作用为切入点,利用miRanda、PITA和RNAhybrid三种工具预测了可能相互作用的miRNA,最终筛选确定miR-558。并进一步通过RNA Pull-down实验以及荧光原位杂交实验证明miR-558与circHIPK3有相互作用。



02

circRNA CCDC66促进结肠癌增殖和转移[6]



期刊:Cancer research 

IF= 8.0


circRNA可能参与疾病的发病机制,本文研究发现一种新的circRNA—cirCCDC66在结直肠癌(CRC)发挥重要功能作用。对癌组织及配对癌旁组织样本进行RNA测序,鉴定出多种在癌细胞中特异性上调的circRNAs。


cirCCDC66在息肉及结肠癌组织中特异性上调,并与预后不良相关。CRC细胞系功能获得性及功能缺失实验验证cirCCDC66调控细胞增殖、迁移、侵袭等多个病理过程,并通过调控多个癌基因发挥其功能,最终揭示circCCDC66在肿瘤进程及转移过程中的重要作用。


全转录组篇


全转录组测序即一次性获取细胞或组织中全部RNA信息的技术,主要包括mRNA、lncRNA、circRNA及miRNA等,并可整合4部分差异分析结果进行ceRNA调控网络分析。全转录组相关文章以数据分析整合为主,鉴定获得关键ceRNA分子对,并结合分子实验对其参与的调控机制进行初步揭示。



01

AD模型中circRNA相关ceRNA网络机制分析[7]



期刊:Molecular Therapy 

IF 2016=6.688


阿尔茨海默病(AD)是最常见的神经退行性疾病之一,研究表明AD与circRNA相关的ceRNA网络之间存在潜在联系。通过对7月大的SAMP8小鼠大脑进行RNA-seq,获得235种表达差异的circRNA,30种miRNA,1202种mRNA,并构建了全面的ceRNA调控网络。


通路分析表明SAMP8小鼠AD模型中circRNA的ceRNA网络主要参与调控Aβ clearance(Hmgb2)和Dio2。本研究首次揭示了SAMP8小鼠大脑中circRNA相关ceRNA调控网络,对AD诊断及靶标药物开发提供了理论依据。



02

高通量测序鉴定坐骨神经损伤大鼠脊髓中的 ncRNA[8]



期刊:Frontiers in Molecular Neuroscience  

IF=5.076


神经性疼痛(Neuropathic Pain,NP)由神经系统损伤引起,与感官代谢通路中的基因表达变化密切相关。本研究对神经损伤诱导后以及假手术对照的脊髓进行全转录组测序,共鉴定出134个差异表达(DE)lncRNAs,188个DE circRNAs,12个DE miRNAs,1066个DE mRNAs,并构建了ceRNA调控网络。


功能分析结果显示SNI在核糖体和PI3K-Akt信号通路等代谢通路显著富集,可能参与坐骨神经痛发病过程。结合实验验证发现,细胞凋亡在NP发病机理过程中起着至关重要的作用,并进一步验证miR-184参与到细胞凋亡过程。


思路创新点


随着研究的不断深入,ncRNA领域不断有新的突破,打破了对传统研究思路的认知。近期研究表明机体中lncRNA可编码产生多种短或小的开放ORF(sORFs或smORFs)能够编码小肽(SEPs),参与肌肉功能调控、调节细胞代谢。2017年先后有4篇文章证实circRNA可以翻译多肽,并通过m6A表观修饰促进circRNA翻译。另外,ncRNA研究当前主要集中在医学基础研究、疾病等研究领域,对于动植物方面存在更多有待挖掘的空间。同时,随着测序技术的普及以及组学研究的不断完善,从基因组、表观修饰、转录调控以及蛋白组学、代谢调控等层面进行多组学全方位的整体分子机制探究也成为未来研究的重点,具有更深远的研究意义。


以上是小编为大家整理的非编码RNA国自然申请亮点,看了这些是不是发现原来非编码RNA国自然项目可以这样申请呢?想要申请项目的你还在等什么,赶紧将上述重点用起来~

[1]Trine Line, Hauge Okholm, et al.  Circular RNA expressionis abundant and correlated to aggressiveness in early-stage bladder cancer[J]. npj Genomic Medicine, 2017.

[2]Yu C, Xu T, AssoianR, et al. Mining the stiffness-sensitive transcriptome in human vascular smooth muscle cells identifies long noncoding RNA stiffness regulators[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2017.

[3]Parikshak N N, Swarup V, Belgard T G, et al. Genome-wide changes in lncRNA, splicing, and regional gene expression patternsin autism[J]. Nature, 2016, 540(7633): 423.

[4]Song Y X, Sun J X, Zhao J H, et al. Non-coding RNA sparticipate in the regulatory network of CLDN4 via ceRNA mediated miRNA evasion[J]. Nature Communications, 2017, 8(1).

[5]Li, Y, et al. CircHIPK3 sponges miR-558 to suppress heparanase expression in bladder cancer cells[J]. EMBO Rep, 2017.

[6]Hsiao, K.Y, et al. Non-coding effects of circular RNA CCDC66 promote colon cancer growth and metastasis[J]. Cancer Res, 2017.

[7]Zhang, S, et al. Characterization of circRNA-associated-ceRNA networks in a senescence-accelerated mouse prone 8 brain[J]. Mol Ther, 2017. 25(9): p. 2053-2061.

[8]Zhou J, Xiong Q, Chen H, et al. Identification of the spinal expression profile of non-coding RNAs involved in neuropathic pain following spared nerve injury by sequence analysis[J]. Frontiers in Molecular Neuro science, 2017, 10:91.


文案:转录组产品经理 王亚男

设计:胡珊珊



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