ceRNA纯生信分析套路 MOL THER-NUCL ACIDS|重症肌无力ceRNA

今天跟大家分享的是3月份发表在MOL THER-NUCL ACIDS杂志（IF：7.032）上的一篇文章，主要是从ceRNA的水平上开发用于重症肌无力的诊断及治疗标志物，有分析意向（http://gaptechsxr.mikecrm.com/1vdMmqy）生信人公众号文章中构建疾病ceRNA的方法很值得学习和参考。

Identification of the Regulatory Role of lncRNA SNHG16 in Myasthenia Gravis by Constructing a Competing Endogenous RNA Network

通过构建ceRNA网络鉴定lncRNA-SNHG16在重症肌无力中的调节作用

重症肌无力（MG）是一种自身免疫性疾病，也是目前免疫治疗过程中会发生的一种免疫治疗副反应。长非编码rna（lncRNAs）作为竞争性的内源性rna（ceRNAs）参与了多种疾病的发生。然而，在MG的基础上ceRNAs的调节机制仍然是未知的。因此作者借助生物信息及大数据平台，用多步计算方法构建了一个涉及MG的lncRNA介导的ceRNA网络并进行动物实验验证，探索MG的ceRNA调控机制，开发用于MG诊断和治疗的新型生物标志物。

一、分析思路和方法

1、 MG相关ceRNA搜集：使用关键字组合“myasthenia gravis”和“microRNA”或“miRNA”或“miR”在PubMed中搜索文献，并进一步梳理，收集所有实验支持的MG相关miRNA。

2、 实验验证样本：24例MG患者及29例健康人对照血液样本，分类PBMCs做后续实验。

 

二、结果解读

1、 lncRNA介导的MG相关ceRNA网络的构建

作者使用TargetScan和miRanda计算方法预测miRNA-lncRNA相互作用，采用超几何检验和Pearson相关系数（PCC）来识别mRNA-lncRNA竞争对，并基于lncRNAs与mRNAs共享miRNA结合位点，并作为miRNA海绵调节mRNAs的理论构建了lncRNA介导的MG相关ceRNA网络（LMGCN）（图1A）。LMGCN包含9个miRNAs、20个基因、32个lncRNAs和147个边缘（图1B）。参考之前的研究计算lncRNA-miRNA的主要关系对和miRNA-mRNA的次要关系对的数量。作者发现HELLPAR的lncRNA-miRNA和miRNA-mRNA对中总数最高，可能在网络中起重要作用。接着作者采用RNALocate来分析lncRNA的亚细胞定位确定其功能，并对共表达的Mrna进行功能注释分析，发现超过三分之一的注释信息或作用途径与免疫或炎症机制有关，这些发现突出了这些lncRNAs在MG发病机制中的基本特征（图1C）。

 图1 LMGCN网络构建及元素相关作用

2、 利用人工文献挖掘技术剖析ceRNA的潜在机制

基于构建测LMGCN网络和文献分析，共挑出MG中证实了的4个miRNA基因调控对let-7c-5p/IL-10， miR-145-5p/CD28， miR-15a-5p/CXCL10和miR-181c-5p/IL7。作者深挖这4个miRNA基因对的子网络及相关lncRNA，然后发现了8个lncRNAs可作为ceRNAs来调节上述miRNA基因对。经过文献阅读和功能筛选，这些lncRNAs主要参与各种癌症的发生，包括免疫过程，缺血/再灌注损伤的神经保护作用和血管钙化，其中SNHG16作为一个ceRNA参与炎症和免疫过程，可能参与MG的发病机制。作者发现SNHG16在LMGCN网络中与IL-10竞争，而IL-10是B细胞重要的生长因子，能够增强B细胞活化为产生抗体的细胞，在MG的发病机制中起重要作用，提示IL-10/SNHG16竞争对可能参与了MG的免疫发病机制。因此，作者主要针对SNHG16/let-7c-5p/IL-10的相互作用进行进一步的实验验证。

 图2 筛选出的lncRNAs网络调节及功能

3、 实验验证lncRNA-SNHG16在MG患者中的表达状态及作用机制

在实验部分，作者首先在真实患者外周血样本中验证SNHG16的表达状态，MG患者中SNHG16的表达高于对照组。利用生物信息学技术推断SNHG16序列包含一个推测的let-7c-5p结合区，并在实验中进行验证，实验结果也表明SNHG16是let-7c-5p的靶标（图3）。

接着作者又进行实验验证，SNHG16与IL-10的表达关系。首先发现let-7c-5p过表达降低IL-10在mRNA和蛋白质水平上的表达，那SNHG16是否通过靶向let-7c-5p来调节IL-10的表达呢，实验结果表明敲除SNHG16抑制Jurkat细胞中IL-10 mRNA和蛋白质表达水平，而let-7c-5p抑制剂阻断了由SNHG16抑制引起的IL-10表达降低（图4）。这些结果说明SNHG16通过海绵化let-7c-5p来调节IL-10的表达，并且在海绵化let-7c-5p后能够抑制Jurkat细胞凋亡和促进增殖（图5），这可能与MG的免疫发病机制有关。

 图3 在MG中，SNHG16表达上调，且是let-7c-5p的靶点

 图4 SNHG16以ceRNA方式结合let-7c-5p调节IL-10的表达

 图5 SNHG16通过海绵化let-7c-5p抑制细胞凋亡和促进细胞增殖

好啦，有分析意向（http://gaptechsxr.mikecrm.com/1vdMmqy）生信人公众号今天的文章小编就为您解读到这了，希望这篇文献对您的数据整合分析及实验验证有启示哦，have a nice day.