重慶醫科大學基礎醫學院的陳俊霞教授主要從事腫瘤轉移及信號傳導方面的基礎研究。近期，該課題組和西南醫科大學田強教授課題組合作應用美國Arraystar公司的lncRNA芯片和circRNA芯片分析了膀胱癌組織的非編碼RNAs表達情況，同時篩選到一批可預測膀胱癌發生和復發的分子標志物，并闡明了lncRNA和circRNA在膀胱癌的發生和發展中可能發揮的作用。該研究成果于2016年發表在國際著名學術期刊Oncotarget(影響因子5.008)上。（芯片實驗由康成生物提供技術服務）

研究背景
      膀胱癌（BC）是泌尿系統常見的惡性腫瘤之一，并且發病率在男性癌癥患者中位列第七。每年全球新增44萬膀胱癌患者，其中約有13萬因患膀胱癌而死去，而較高的復發率是膀胱癌的典型特征。近幾年，很多研究表明非編碼RNA在腫瘤的發生和發展中發揮著極其重要的作用，比如lncRNA和circRNA。但是，非編碼RNAs在膀胱癌的發展過程中具體的作用機制仍是未知，而本文的研究目的就在于篩選在膀胱癌組織中異常表達的lncRNA和circRNA，并通過大量的生信分析（GO/Pathway、CNC、ceRNA）來進一步闡明非編碼RNAs（lncRNA和circRNA）在膀胱癌中可能發揮的作用機制。

研究思路
      為了探究lncRNA和circRNA在膀胱癌的發生和發展過程中如何發揮作用，該課題組首先借助美國Arraystar公司的 Human lncRNA array和Human circRNA array分別檢測了膀胱癌組織和癌旁組織中的lncRNA、circRNA和mRNA表達情況。芯片篩選到了4155個差異表達的lncRNA、4416個差異表達的mRNA和469個差異表達的circRNA，其中lncRNA RP11-436F21.1的表達上調倍數最高，至236倍。同時，挑選了部分lncRNA和mRNA通過qPCR驗證芯片結果的準確性。
接著，作者對于差異表達的mRNA進行了GO和Pathway分析。GO分析發現差異表達的mRNA多富集在細胞代謝或者細胞有絲分裂等生物學過程中；而Pathway分析結果顯示差異表達的mRNA多富集在p53信號通路和膀胱癌等途徑中。同時，作者還對差異表達的circRNA相對應的mRNA進行了GO分析。
      另外，作者構建了lncRNA-mRNA的CNC共表達分析，來預測lncRNA在膀胱癌中可能發揮的功能；比如CNC分析表明上調的lncRNA APLP2和細胞凋亡相關基因的表達負相關，而表達下調的lncRNA RP11-661A12.7和細胞凋亡相關基因的表達正相關。同時，作者還構建了lncRNA和鄰近基因（<300kb）的網絡圖以及lncRNA-TF-mRNA的網絡圖來進一步探究lncRNA是如何調控相關基因表達的（順式還是反式）。
      最后，作者挑取在膀胱癌中異常表達的8個lncRNAs和9個circRNAs構建了ceRNA網絡圖，發現差異表達的lncRNA和circRNA具有共同的MRE，因此可以競爭性結合同一miRNA，比如說lncRNA H19、circular MYLK和circular CTDP1都可以競爭性結合miR-29a-3p來調控靶基因DNMT3B，ITGB1，VEGFA和HAS3的表達。這種RNA相互作用模式為探究膀胱癌的發病機制提供了新的研究思路。

技術路線

結果展示

研究意義
      本研究借助美國Arraystar公司的human lncRNA array和circRNA arrayfax在膀胱癌中篩選到大量異常表達的lncRNA和circRNA，通過一系列的生信分析發現這些差異表達的非編碼RNA不僅有可以作為分子標志物的潛力，還與膀胱癌的發生和發展具有緊密的聯系。另外，作者還構建了膀胱癌中的ceRNA網絡圖（lncRNA-circRNA-miRNA-mRNA），這為研究lncRNA和circRNA如何在膀胱癌中發揮作用提供了極其重要的線索。總之，本研究的芯片數據對膀胱癌的診斷和治療，以及探究非編碼RNA的分子機制奠定了基礎。

作者介紹
      陳俊霞教授，生物化學及分子生物學博士，重慶醫科大學細胞生物學及遺傳學教研室主任，中國細胞生物學學會會員，重慶市學術技術帶頭人后備人選。學術專長：腫瘤的細胞及分子生物學，主要研究領域：腫瘤轉移及信號轉導。近年來在國際國內雜志上發表文章20余篇，其中SCI文章8篇，主持國家、重慶市科委及教委課題5項。

原文出處
Comprehensive analysis of differentially expressed profiles of lncRNAs and circRNAs with associated co-expression and ceRNA networks in bladder carcinoma. Oncotarget. 2016.

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