转录组系列讲座03医学方向ncRNA测序数据挖掘的策略解析

®医学方向ncRNA测序数据挖掘的策略解析解螺旋

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知识金牌解

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牌01020304miRNAlncRNAcircRNAceRNACONTENTS课

程

目

录01miRNA解

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牌miRNA结构特点长度短18-24nt，动物miRNA长度多为22～23nt物种间的具有一定保守性hsa-miR-199a-1高度同源的miRNA编保号（守a性、b、c）物种 编号

来源于不同DNA序列、成熟体一样的miRNA以数字区分表达特异性表达具有一定组织、时hsa-miR-26序b、-疾3病p特异性前体产生的位置调控作用动物中多为抑制翻译知

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牌miRNA形成及功能解

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长Banerjee,

J.

etal.

Physiological

Genomics

,2010.解

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牌miRNA转录组分析内容标准分析（单样本）原始数据质量统计差异表达分析miRNA

与转录组/表达谱数据关联分析质控和统计表达模式聚类差异表达

miRNA

靶基因蛋白互作网络分析公共序列分析Venn

分析疾病相关

miRNA

分析Rfam

注释分析共有特有

miRNA

分析miRNA

时序表达分析及相关高级分析碱基偏好性分析靶基因

GO

富集分析PCA

分析基因组比对分析靶基因

Pathway

富集分析植物

nat-siRNA

和ta-siRNA

分析已知

miRNA

注释和表达分析靶基因

GO

注释分类新miRNA

预测和表达分析靶基因

KEGG

通路可视化miRNA

家族分析miRNA

靶基因预测miRNA

靶基因作用网络研究背景：该研究团队发现具核梭杆菌的丰度可以作为肠癌患者化疗预后的指标。并且具核梭杆菌通与肿瘤细胞共培养后，自噬元件分子ULK1和ATG7的表达量显著升高。那么这种现象背后的机制是什么呢？----（miRNA）研究结论：具核梭杆菌通过激活TLR4-MYD88信号通路抑制miR-18a*、miR-4802的表达，从而促进ULK1、ATG7的表达，激活细胞自噬、抑制细胞凋亡，使得细胞耐药性增强。解

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牌miRNA案例解读解

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牌miRNA案例解读

miRNAs筛选miR-4802、miR-18a*qPCR解

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牌miRNA案例解读luciferase

assaymiR-18a*miR-4802miRNA

mmicsULK1ATG7

mRNA陪

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医m生iR科N研A成in长hibitor表达量验证mRNA机制研究解

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研成

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牌miRNA案例解读western blotmiRNAmmicsmiRNA

inhibitor共聚焦显微镜透射电子显微镜miRNAmmics功能验证mRFP-EGFP-LC3autophagyautophagyautophagy

功能研究——细胞自噬解知

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牌miRNA案例解读功能验证 流式细胞仪凋亡细胞数目MM+B螺

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研M+B+miRNAmmics 成

长M+B+miRNA

inhibitor

功能研究——细胞凋亡M+B+miRNA

mmics解

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vivo

裸鼠荷瘤| 陪

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牌miRNA案例解读功能研究western

Blot细胞MM+BApoptosis

markerM

M+BM+B+miRNA

腺病毒M+B+miRNA腺病毒+ULK1/ATG7tumor

size知

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牌miRNA案例解读具核梭杆菌增多抑制miR-18a*、miR-4802的表达，从而促进ULK1、ATG7的表达，

激活细胞自噬、抑制细胞凋亡，使得细胞耐药性增强解

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牌miRNA研究策略及方法02lncRNA解

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牌lncRNA结构特点结构特异>200nt，部分含有polyA尾巴亚细胞定位多样化细胞核、细胞质保守性低物种间的具有低保守性非编码大部分不编码蛋白表达丰度低整体的表达丰度低于mRNA解

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牌

lncRNA形成 根据lncRNA与相邻的mRNA基因的位置关系，可以分为以下几大类：Devaux

Y.et

al.

Nature

Reviews

Cardiology.2015解

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牌lncRNA功能Mercer

TR.

etal.

Nat

RevGenet.

2009

.1.染色质重构2.转录调控3.转录后调控解

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牌lncRNA转录组分析内容解

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牌lncRNA案例解析

lncRNA与癌症表型研究主题：长链非编码RNA

MRCCAT1通过抑制NPR3和促进p38-MAPK信号通路加快透明细胞肾细胞癌（ccRCC）转移文章亮点：lncRNAs-mRNAs共表达网络分析结合定位在细胞核中lncRNA通用特点研究MRCCAT1的功能研究生物标志物：临床样本、细胞表型、分子机制三兼而有之解

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牌lncRNA案例解析解

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牌lncRNA案例解析lncRNAs筛选解

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牌lncRNA案例解析 目标lncRNA的结构累积无复发生存期和总生存期在MRCCAT低表达患者中要优于高表达患者MRCCAT表达特征与临床病理特征相关性Fuhrman

分级肿瘤大小生存曲线MRCCAT特点分析长度外显子个数位置编码潜能解

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牌lncRNA案例解析lncRNAs-mRNAs

co-expression

networklncRNAs功能验证解

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成长知

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牌lncRNA案例解析 lncRNAs的靶基因NRF3验证MRCCATNPR3MRCCAT1通过负调节NPR3表达，激活p38解-M螺

A旋PK|

信陪号伴通医路生促科进研c成cR长CC转移知

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牌lncRNA案例解析MRCCAT1与p38-MAPKMRCCAT1与NPR3NPR3腺苷酸环化酶p38-MAPK lncRNAs调节细胞迁移的机制解

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牌lncRNA案例解析解

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牌lncRNA研究策略03circRNA解

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牌circRNA结构特点上世纪70年代结构稳定闭合环状不易被核酸外切酶RNaseR

降解表达特异性表达具有一定组织、时序、疾病特异性保守性物种间的具有一定保守性非编码大部分不编码蛋白表达丰度低整体的表达丰度低于mRNA调控作用转录或转录后水平发挥调控作用解

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牌circRNA的形成Qu,

S.

et

al.

CancerLetters.

2015.解

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牌circRNA的功能与RNA结合蛋白（RBP）相互作用IRES元件介导翻译，重新发挥翻译蛋白质的功能miRNA

sponge，竞争性的吸附和结合miRNAHentze.

et

al.Embo

Journal,2013.解

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牌circRNA的功能circRNA调控母基因表达的3种模式解

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牌circRNA的分析内容Qu,

S.

et

al.

CancerLetters.

2015.解

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牌circRNA案例解析研究背景：circRNA在细胞的发展和功能中发挥重要作用，而目前在肝癌组织中circRNA知之甚少。研究结论：circMTO1通过竞争性结合miR-9间接提高p21表达水平来抑制肝细胞癌增殖。作者认为

circMTO1是肝细胞癌潜在的治疗靶点和患者生存率差的预后指标。解

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牌circRNA案例解析7对HCC癌和癌旁，筛选差异表达的circRNA21例病人样本验证Top

10

up/down

circRNAs261个HCC病人样本验证circMTO1筛选-验证-锁定解

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牌circRNA案例解析circMTO1与HCC预后关系116例有生存数据的样本生存曲线原位杂交统计结果解

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牌circRNA案例解析circMTO1竞争性结合miR-9与HCC预后关系软件预测靶向miRNA挑选已报到与HCC密切有关的20种miRNA进行RIP实验miR-9与circMTO1存在相互作用FISH 共定位解

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牌circRNA案例解析circMTO1体外验证SK-Hep1： circMTO1表达最低；miR-9表达最高；QGY-7701：

两种RNA表达量均适中；HepG2

SMMC-7721circMTO1表达最高；miR-9表达最低；过表达干扰干扰circMTO1后明显促进细胞增殖和迁移，抑制细胞凋亡过表达circMTO1抑制细胞增殖circMTO1通过上调p21抑制HCC细胞增殖，侵袭和增强细胞凋亡解

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牌circRNA案例解析circMTO1体外实验（miR-9干扰实验）干扰miR-9能明显提高p21的表达解

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牌circRNA案例解析HCC裸鼠实验（体内）向HCC裸鼠模型注射circMTO1干扰RNA，

大大促进了HCC模型中血液AFP（甲胎蛋白）的水平，并促进了肿瘤的增殖。circMTO1通过竞争性结合miR-9