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干湿结合ceRNA生信网络构建

基因组分析 管理员 175℃ 0评论

干湿结合ceRNA生信网络构建插图今天跟大家分享的是2020年4月发表在Cancer Cell Int杂志(IF=4.175)上的一篇文章:”Analyzing the lncRNA, miRNA, and mRNA-associated ceRNA networks to reveal potential prognostic biomarkers for glioblastoma multiforme”。在文章中作者通过两个GEO数据集联合运用WGCNA以及在线预测工具构建了GBM相关的ceRNA网络,并在TCGA进一步验证mRNA的临床意义,最后结合实验对mRNA进行简单验证,筛选出C1s和HSD3B7作为GBM新的治疗靶点和预后生物标志物。

Analyzing the lncRNA, miRNA, and mRNA-associated ceRNA networks to reveal potential prognostic biomarkers for glioblastoma multiforme

ceRNA网络揭示多形性胶质母细胞瘤潜在的预后生物标志物

一.研究背景

多形性胶质母细胞瘤(GBM)是最严重的脑肿瘤,预后极差。最近的研究表明竞争性内源性RNA(ceRNA)网络与肿瘤的发生发展密切相关。然而,ceRNA网络在GBM发病机制中的调控机制和作用尚不清楚。

二.结果解读

1. 差异表达lncRNAs、miRNAs和mRNAs的筛选

研究通过GEO数据库内置GEO2R在线工具分析差异表达基因,其中差异mRNA和lncRNA通过GSE51146数据集获得,差异miRNA通过GSE65626获得。差异分析筛选条件为:FC>2 & P<0.05. 共1531上调以及1882下调差异mRNA和lncRNA,和152个上调以及153个下调miRNA。

干湿结合ceRNA生信网络构建插图1

图1:GBM中lncRNAs、miRNAs和mRNAs差异表达分析

2.LncRNA和mRNA之间的配对分析

研究者通过WGCNA分析找出GSE5146数据集中lncRNA和mRNA的共表达关系,其中Pink模块(R=0.92,p=0.0001)与表型相关性最高,提取Pink模块的基因构建lncRNA和mRNA之间的共表达关系,筛选条件为:lncRNA和mRNA均为差异表达基因,并具有相同的表达趋势,总共构建了5928对潜在的lncRNA和mRNA对,其中7个lncRNAs在网络中连接度均超过100,包括RP11-268F1.3,RP11-547C13.1、lincRNA-GPC4、RP11-90M5.4、RP11-339N8.1、RP4-764D2.1、GS1-466O4.2。

干湿结合ceRNA生信网络构建插图2

图2:用WGCNA构建lncRNA与mRNA共表达网络

3. GBM中的lncRNAs、miRNAs和mRNAs(ceRNA)调控网络构建

为了进一步研究7种lncRNAs调控对GBM中mRNAs表达的影响,我们通过整合lncRNAs、miRNAs和mRNAs的表达谱来鉴定lncRNA-miRNA-mRNA的ceRNA模块,其中LncRNA-miRNA对通过DIANA LncBaseV2.0预测,miRNA-mRNA对通过miRWalk 3.0预测。

干湿结合ceRNA生信网络构建插图3

图3:Pink模式中的ceRNA调控机制

4.ceRNA网络通路富集分析

研究通过GO和KEGG富集分析进一步探讨了mRNAs在ceRNA网络中的生物学功能和作用途径。结果显示,GO分析中BP类目显著富集的通路与先天性免疫反应、细胞分化、葡萄糖转运、胰岛素分泌的正调控有关。CC类目为免疫突触反应,MF类目主要为蛋白结合。KEGG结果显示mRNAs主要参与T细胞受体信号通路、原发性免疫缺陷和Ras信号通路。

干湿结合ceRNA生信网络构建插图4

图4:ceRNA网络中mRNAs的通路富集分析

5. 候选mRNA的临床验证

为了验证ceRNA网络中的mRNAs是否具有临床意义,作者进一步利用TCGA和GEO数据库中的GBM样本验证了基因表达及其与患者总体生存率的关系,结果显示C1s以及HSD3B7在GBM中显著增加,并与患者的总生存率相关。后续作者也通过湿实验简单验证了C1s以及HSD3B7在GBM中的表达以及其与候选miRNA的调控关系。

干湿结合ceRNA生信网络构建插图5

图5:C1s和HSD3B7在ceRNAs网络中的表达及总体存活率

小结

 

研究通过联合GEO以及TCGA数据库构建了GBM相关的ceRNA网络调控机制,在构建lncRNA,miRNA以及mRNA之间的配对关系时联用WGCNA共表达分析以及在线预测工具预测,环环相扣。此外,在文章的最后部分也通过实验验证了候选mRNA的作用,增加了候选靶点的可信度,具有较强的模仿性。

干湿结合ceRNA生信网络构建插图6
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