烈冰科技協(xié)助北京大學(xué)第三醫(yī)院的研究人員在關(guān)節(jié)軟骨組織RNA中鑒定到了與退行性關(guān)節(jié)炎相關(guān)的circRNA，并通過深入分析發(fā)現(xiàn)其中的circRNA-CER可能的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。文章題為《Circular RNA Related to the Chondrocyte ECM Regulates MMP13 Expression by Functioning as a MiR-136 'Sponge' in Human Cartilage Degradation》發(fā)表在著名學(xué)術(shù)期刊Scientific Reports上。

圖1 文章截圖

研究者首先鑒定出了關(guān)節(jié)炎軟骨與正常關(guān)節(jié)軟骨相比差異表達(dá)的circRNA。差異表達(dá)mRNA和circRNA數(shù)目眾多，分別對對照組和患病組樣本中71個(gè)circRNAs和112個(gè)mRNAs的相互作用關(guān)系進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真及共表達(dá)相關(guān)性計(jì)算，以此構(gòu)建基因間的共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)。共表達(dá)能力最高的基因群體往往處于網(wǎng)絡(luò)的樞紐地位，起關(guān)鍵性的作用。

圖2 文章研究思路

下圖中箭頭形狀示意circRNA，圓形示意mRNA。鮮紅色的是k-core值最高的基因，可能是核心基因。對共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析得到的可能的核心基因，通過miRNA的靶基因預(yù)測得到重要的樞紐型miRNA。以這些樞紐型miRNA為橋梁，構(gòu)建了mRNA-miRNA-circRNA互做網(wǎng)絡(luò)。

圖3 共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析，上圖是患病組，下圖是對照組

圖4  ceRNA網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建思路

圖5  ceRNA網(wǎng)絡(luò)

綜合這兩個(gè)分析所得到的核心基因，我們聚焦到了包括hsa_circ_0023404這個(gè)circRNA在內(nèi)的候選circRNA，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證指明了方向。接著，研究者通過了一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證了circRNA-CER（即hsa_circ_0023404）可能通過與MMP13這個(gè)mRNA競爭miR-136而發(fā)揮其ceRNA的功能，參與了軟骨細(xì)胞胞外基質(zhì)的退化進(jìn)而導(dǎo)致了退行性關(guān)節(jié)炎。

圖6 后續(xù)功能研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

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