circRNA社区没有评论

circRNA-78

转自:宝藤医学(微信公众号)| 作者:赵江曼

 

ceRNA(competing endogenous RNA)即竞争性内源RNA,ceRNA网络的机制是RNA转录本通过与编码RNA竞争性地结合miRNA,稀释细胞内游离miRNA的浓度,从而降低miRNA对编码RNA的抑制,进而提高目的基因的表达量。ceRNA网络的核心为miRNA,主要成员包括长链非编码RNA(lncRNA)、环状RNA(circRNA)等。今天让我们重点介绍一下近年来大火的环状RNA吧!

 

1.webp
环状 RNA(circRNA)是一类由特殊剪接机制形成的共价闭合内源性RNA分子,广泛存在于植物和哺乳动物等各种生命形式中。

 

2.webp
CircRNA的主要特征

  • 不具有5’帽子和3’尾巴结构;
  • 不易被核酸外切酶降解,与线性RNA相比,更稳定地存在于人体中;
  • 大多数由外显子形成,少数来源于内含子片段。
CircRNA的主要功能

  • MiRNA海绵:CircRNA分子富含miRNA结合位点,在细胞中起到miRNA海绵(miRNA sponge)的作用,进而解除miRNA对其靶基因的抑制作用;
  • 少数circRNA可以翻译成蛋白质;
  • 参与调控转录及剪切过程等。
 

CircRNA的研究简介

环状RNA比线性RNA更稳定,是更理想的用于疾病研究的生物标志物。当前circRNA研究的主要关注点是miRNA海绵作用,并通过生物信息学分析绘制调控网络途径,进而证明circRNA能够成为一个潜在的生物标志物。

 

环状RNA的经典研究思路

  • 转录组测序筛选差异表达的circRNA;
  • 通过网络数据库预测circRNA可能结合的miRNA;
  • CircRNA与miRNA结合的进一步验证(荧光素酶报告试验);
  • miRNA靶基因的筛选、验证和功能研究;
  • 构建circRNA-miRNA-mRNA调控网络。

下面以近期发表的一篇论文为例,了解circRNA的主要研究思路。

 

11.webp
研究单位:浙江大学医学院附属邵逸夫医院

主要研究内容:

通过对3名骨关节炎患者和3名健康对照的软骨组织进行转录组测序(ribosomal RNA-depleted method),获得与骨关节炎相关的circRNA表达特征。CircSERPINE2在骨关节炎患者软骨组织中表达下调,并在细胞系中得到证实。CircSERPINE2在细胞中的干扰实验证明,CircSERPINE2下调促进软骨细胞的凋亡,并使得胞外基质的合成和分解代谢不平衡。

3.webp

 

骨关节炎患者和健康对照的软骨组织miRNA测序分析发现,191个miRNAs在骨关节患者的软骨组织中上调。通过miRanda,TargetScan等数据库预测CircSERPINE2上的miRNA识别元件,最终聚焦到7个miRNAs上;并通过一系列的细胞实验(包括RNA pull down, a luciferase reporter assay, biotin-coupled microRNA capture and fluorescence in situ hybridisation等)证明CircSERPINE2与miR-1271的靶向吸附作用。结合miRNA的测序分析结果,证实CircSERPINE2通过竞争性地与miRNA-1271结合,从而调节E26 transformation-specific (ETS)-related gene (ERG)表达;并在兔实验模型中证实,注射腺病毒CircSERPINE2可以缓解其骨关节炎症状。

 

4.webp

结论:本研究阐明了一个新的circRNA- CircSERPINE2在骨关节炎中的作用机制,并构建了其通过结合miR-1271调控骨关节炎的ceRNA网络图,为骨关节炎提供了潜在的治疗靶标。

 

5.webp

 

CircRNA数据库介绍

MiOncoCirc

一个迄今为止最全面的肿瘤组织circRNA数据库,主要包含已报道的临床样本、癌症及对照数据集,共计868个。

https://nguyenjoshvo.github.io/

 

6.webp

circAtlas

数据库涵盖7种脊椎动物的circRNA,提供不同数据库circRNA调控元件,并提供三种类型网络,包括基因共表达,miRNA调控和RBP调控来推断circRNA功能。http://circatlas.biols.ac.cn/

 

7.webp

circBase
目前该数据库收集了包括以下6个物种的circRNA信息:人、小鼠、秀丽线虫、黑腹果蝇、矛尾鱼、腔棘鱼。http://www.circbase.org/

 

8.webp

 

circRNABase

构建miRNA与circRNA以及circRNA与RNA结合蛋白(RBP)的互作网络。

http://starbase.sysu.edu.cn/starbase2/mirCircRNA.php

9.webp

circNet

由台湾国立交通大学的研究人员对464个样本的RNA-seq数据系统地整理挖掘后建立的数据库,它提供了新circRNA的鉴定;整合circRNA-miRNA-mRNA的作用网络等。

http://circnet.mbc.nctu.edu.tw/

 

10.webp
 
参考文献:

1. Ji, P., et al., Expanded Expression Landscape and Prioritization of Circular RNAs in Mammals. Cell Rep, 2019. 26(12): p. 3444-3460 e5.

2. Vo JN, Cieslik M, Zhang Y et al., The Landscape of Circular RNA in Cancer. Cell. 2019 Feb 7;176(4):869-881.e13.

3. Shen S, Wu Y, Chen J et al., CircSERPINE2 protects against osteoarthritis by targeting miR-1271 and ETS-related gene. Ann Rheum Dis. 2019 Mar 28. pii: annrheumdis-2018-214786.

 

 

来第一个抢占沙发评论吧!

发表评论