人類(lèi)microRNA特異性表達(dá)分析方法與靶基因功能分析工具開(kāi)發(fā).pdf

1、MicroRNA(miRNA)是一類(lèi)長(zhǎng)度為22個(gè)堿基左右的非編碼RNA，主要通過(guò)抑制靶mRNA翻譯或促使其降解的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)靶基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。miRNA在許多生物學(xué)過(guò)程中起著極其關(guān)鍵的調(diào)控作用，包括生長(zhǎng)發(fā)育、細(xì)胞增值、組織分化和疾病發(fā)生等。對(duì)miRNA的系統(tǒng)性分析有利于miRNA調(diào)控功能的研究、疾病靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和機(jī)理的研究。
　　二代測(cè)序技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為miRNA的分析提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，尤其是小RNA測(cè)序數(shù)據(jù)。本研究從NCBI的SR

2、A數(shù)據(jù)庫(kù)中收集了741個(gè)人類(lèi)小RNA測(cè)序數(shù)據(jù)集，以及自主測(cè)序的5個(gè)小RNA測(cè)序數(shù)據(jù)集，經(jīng)過(guò)質(zhì)量控制篩選得到來(lái)自24種不同的組織/疾病/細(xì)胞系的410個(gè)數(shù)據(jù)集。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室自主搭建的小RNA測(cè)序數(shù)據(jù)分析流程，系統(tǒng)分析了miRNA的表達(dá)情況，并開(kāi)發(fā)了miRNA表達(dá)譜數(shù)據(jù)庫(kù)HMED，網(wǎng)址為http://bioinfo.life.hust.edu.cn/smallRNA/。數(shù)據(jù)庫(kù)按照不同的組織/疾病/細(xì)胞系展示了miRNA的表達(dá)情況。
　　

3、特異性表達(dá)的miRNA一般在相應(yīng)的組織/疾病/細(xì)胞系中起著關(guān)鍵調(diào)控作用，也更有可能作為組織和疾病的標(biāo)志物。我們?cè)O(shè)計(jì)了香農(nóng)熵和標(biāo)準(zhǔn)分值（Z score）相結(jié)合的鑒定特異表達(dá)miRNA的篩選方法。用香農(nóng)熵度量miRNA在組織/疾病/細(xì)胞系中表達(dá)的集中度，用標(biāo)準(zhǔn)分值度量miRNA表達(dá)的離群程度。使用這個(gè)方法，我們鑒定了41個(gè)在組織/疾病/細(xì)胞系中特異表達(dá)的miRNA和17個(gè)選擇性表達(dá)在2種組織中的miRNA。我們還發(fā)現(xiàn)相對(duì)于其他組織，腦組織、

4、睪丸組織和HEK293T細(xì)胞系中特異表達(dá)的miRNA較多。另外，我們對(duì)疾病樣本及其正常對(duì)照樣本進(jìn)行了差異表達(dá)分析，在乳腺癌、肺癌、肝癌和牛皮癬4種疾病中分別鑒定出了51、41、8、2個(gè)表達(dá)差異顯著的miRNAs。這些miRNA有利于相應(yīng)疾病的研究以及miRNA調(diào)控功能的揭示。
　　miRNA靶基因研究是miRNA功能研究的基礎(chǔ)。我們整合了Targetscan、miRanda、RNAhybrid和PITA4個(gè)miRNA靶基因預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)

5、庫(kù)結(jié)果，以及TarBase、miRTarBase、miR2Disease、miRecords4個(gè)靶基因?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建了全面的miRNA靶基因數(shù)據(jù)集，并結(jié)合GO、KEGG、Biocarta、Reactome4個(gè)功能數(shù)據(jù)集，基于java開(kāi)發(fā)了miRNA靶基因功能分析工具EasymiR。該工具可用于miRNA靶基因數(shù)據(jù)的篩選、靶基因功能富集分析和miRNA靶基因關(guān)系圖繪制。
　　總之，本文工作對(duì)大規(guī)模小RNA測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)全面