共表達(dá)分析挖掘lncRNA的生物學(xué)功能

研究背景

煙霧�。∕MD）是一種原因不明、慢性進(jìn)行性的腦血管閉塞性疾病，主要表現(xiàn)為單側(cè)或雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈遠(yuǎn)端大腦中動(dòng)脈和大腦前動(dòng)脈近端狹窄或閉塞伴腦底部和軟腦膜煙霧狀、細(xì)小血管形成。臨床表現(xiàn)主要有腦缺血、腦出血及癲癇等。目前對(duì)于MMD的發(fā)病機(jī)理還不清楚，因此，挖掘與MMD發(fā)病相關(guān)的功能基因有助于MMD的診斷與治療。本研究從lncRNA和mRNA出發(fā)，運(yùn)用共表達(dá)分析方法，挖掘了與MMD相關(guān)的lncRNA，為理解lncRNA在MMD中的作用提供了基礎(chǔ)。

研究結(jié)果

1 MMD特異性差異基因篩選

為尋找和MMD發(fā)病相關(guān)的lncRNA，研究人員對(duì)15個(gè)MMD患者和10個(gè)健康的個(gè)體的外周血樣本，運(yùn)用SBC human lncRNA array（伯豪生物提供），進(jìn)行了差異lncRNA和mRNA篩選。結(jié)果顯示，相比健康個(gè)體，共有880個(gè)差異lncRNA和2624個(gè)mRNA（P＜0.05, Fold Change＞2.0）。隨機(jī)選取其中的差異lncRNA和mRNA進(jìn)行qRT-PCR驗(yàn)證，可以發(fā)現(xiàn)，芯片結(jié)果和驗(yàn)證結(jié)果保持高度一致。

2 差異mRNA功能挖掘

為理解芯片篩選到的差異mRNA的生物學(xué)功能，研究人員進(jìn)行了GO和KEGG功能富集。結(jié)果顯示，上調(diào)的mRNA主要參與炎癥應(yīng)答，傷害應(yīng)答和防御等生物學(xué)功能；下調(diào)的mRNA主要參與神經(jīng)系統(tǒng)過(guò)程，轉(zhuǎn)錄調(diào)控等生物學(xué)功能。KEGG信號(hào)通路顯示，上調(diào)的mRNA主要參與Toll-like receptor signaling pathway, chemokine signaling pathway和MAPK signaling pathway；下調(diào)基因主要參與drug metabolism, retinol metabolism 和olfactory transduction等。

3 共表達(dá)挖掘lncRNA生物學(xué)功能

對(duì)于880個(gè)差異的lncRNA，怎么去挖掘他們的生物學(xué)功能，去解釋他們?cè)贛MD中的作用？研究人員把所有的差異lncRNA和mRNA進(jìn)行了共表達(dá)分析，通過(guò)mRNA的生物學(xué)功能，來(lái)間接推測(cè)lncRNA的功能。結(jié)果顯示，有32個(gè)lncRNA和11個(gè)mRNA共表達(dá)，他們主要參與炎癥應(yīng)答；26個(gè)lncRNA和2個(gè)mRNA共表達(dá)，主要參與Toll-like signaling pathway；41個(gè)lncRNA和6個(gè)mRNA共表達(dá)，主要參與cytokine-cytokine receptor interaction；15個(gè)lncRNA和6個(gè)mRNA共表達(dá)，主要參與MAPK signaling pathway。這樣，通過(guò)共表達(dá)分析，研究人員找到了和MMD發(fā)病相關(guān)的lncRNA。至于這些lncRNA的具體調(diào)控機(jī)制，需要以后的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

研究結(jié)論

該研究的思路非常簡(jiǎn)單，首先，MMD是一個(gè)發(fā)病機(jī)制還不清楚的疾�。黄浯�，該研究通過(guò)外周血樣本挖掘MMD相關(guān)的lncRNA；最后，通過(guò)共表達(dá)分析，以mRNA為橋梁，來(lái)挖掘特定生物學(xué)功能的lncRNA。該研究沒(méi)有非常繁瑣的分子實(shí)驗(yàn)工作，但是，也能發(fā)表影響因子還可以的文章。應(yīng)該來(lái)說(shuō)，對(duì)于想在非常短的時(shí)間里發(fā)表成果的小伙伴們，是非常值得學(xué)習(xí)的。

原文出處：Wang W, Gao F, Zhao Z, et al.Integrated Analysis of LncRNA-mRNA Co-Expression Profiles in Patients with Moyamoya Disease. Sci Rep. 2017.