基于circRNA识别和验证非小细胞肺癌的预后特征

ZY |生信学霸

众所周知，越来越多的证据表明，环状RNA（circRNAs）在肿瘤中异常表达，可作为癌症的预后标志物。然而，circRNA在非小细胞肺癌（NSCLC）中的表达模式和临床意义仍然模糊不清。那么今天小编为大家带来的这篇文章就是关于探究circRNA在非小细胞肺癌（NSCLC）中的表达模式并寻找可用于NSCLC诊断的潜在生物标志物。该文章于9月4日发表在Molecular Cancer 杂志上，影响因子10.676。

好啦，长话短说，让我们一起来看一看作者做了哪些研究吧~

结果展示

1、CircRNA在人肺肿瘤及其邻近正常组织中的分析

由于circRNA具有低丰度和对RNase R的高抗性，作者用RNase R处理核糖体RNA可以降低背景噪声，提高circRNA鉴定的可靠性和准确性。在RNase R-消化后，作者对来自NSCLC肿瘤的10对RNA样品及其相应的正常组织进行高通量RNA测序。接下来作者使用5个程序（CIRCexplorer2，circRNA_finder，CIRI2，find_circ和MapSplice）分析测序数据集以筛选可靠的circRNA。最后共发现了17,952个circRNA，其中近98.84％含有至少2个独特的反向剪接reads（图1a）并且这些circRNA普遍存在于整个基因组区域中（图1b）。

由于一个基因可以通过另一种反向剪接机制产生多个circRNA ，作者研究了反向剪接在多大程度上有助于肺组织中的circRNA多样性。结果显示，对应于筛选出的circRNA的近60.8％宿主基因可产生至少2个circRNA并且一些基因可以产生超过10个circRNA（图1c）。尽管普遍定位于整个基因组区域，但大多数circRNA从外显子区域反向剪接，主要（77.4％）由2-5个外显子组成（图1d）。另外，大多数circRNA的长度（91.7％）在200至1200个核苷酸之间（图1e）。这些circRNA中，15,359个已经记录在circBase数据库中，其中包含140,790个人类circRNA ，2593是新识别的（图1f）。

图1：表征在肺肿瘤及其邻近正常组织中鉴定的circRNA。

2.识别和验证LUAD和LUSC组织中差异表达的circRNA

在这一部分，作者通过比较NSCLC肿瘤中的circRNA表达与其各自相邻正常组织中的表达，发现了50个circRNA在LUAD组织中差异表达（图2a）。LUAD和LUSC组织不仅共享一些circRNA的共同差异表达，而且还表现出不同的circRNA表达，表明前一种circRNA在LUAD和LUSC中具有共同功能，而后一种circRNA具有NSCLC亚型特异性作用。

接下来作者选择了以上分析的四种差异表达的circRNA用于进一步验证，其中，hsa_circ_0001073和hsa_circ_0001495分别仅在LUAD和LUSC中改变了表达，而hsa_circ_0077837和hsa_circ_0001821在两种子类型中具有显著的差异表达。为了验证，作者使用跨越各个连接位点F1/R1的特异性引物对每个circRNA进行PCR（图2c和g），PCR产物的Sanger测序结果证实存在所有4种circRNA的反向剪接点（图2d和h）。然后作者使用F2 / R2的不同引物组对每个circRNA进行qPCR。首先在分析样品中验证hsa_circ_0001821的上调和hsa_circ_0077837下调（图2e和i），然后在独立的样品群中确认（图2f和j）。这些circRNA的不同的NSCLC亚型特异性失调表明它们的亚型特异性生物学功能。

图2 识别和验证LUAD和LUSC中差异表达的circRNA。

3、用于NSCLC诊断的circRNA的潜在生物标志物

为了探索上述选择的circRNA的诊断潜力，作者进行了ROC曲线分析。如图3a和b所示，对于hsa_circ_0077837，区分NSCLC与正常组织的曲线下面积（AUC）为0.921，对于hsa_circ_0001821，为0.863，表明这两种circRNA在NSCLC患者中的高诊断潜力。然而，这两种circRNA无法区分LUAD和LUSC亚型。另一方面，LUAD组织中的hsa_circ_0001073的AUC为0.919（图3c），LUSC组织中的hsa_circ_0001495的AUC为0.965（图3d），暗示hsa_circ_0001073和hsa_circ_0001495在NSCLC亚型具有特异性的表达模式，可以作为诊断生物标志物分别预测LUAD和LUSC。

图3. ROC分析LUAD和LUSC中差异表达的circRNA。

好啦，文章的主要内容就有这么多啦。

03 结论

总结一下，在该研究中作者分析了NSCLC中的circRNA表达，包括LUAD和LUSC肿瘤及其相邻的正常组织，发现LUAD和LUSC组织不仅具有共同的差异表达模式，而且还具有不同的circRNA表达特征。此外，ROC分析表明hsa_circ_0077837和hsa_circ_0001821具有NSCLC患者的诊断潜力，而hsa_circ_0001073和hsa_circ_0001495可作为NSCLC病理亚型的生物标志物。