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circRNA芯片

环状RNA(Circular RNA,circRNA),是一大类具有闭合环状结构的特殊非编码RNA。环状RNA大量存在于真核细胞中,通常具有组织或发育阶段的表达特异性,且多数序列高度保守,是扮演重要调控作用的新明星分子。

      circRNA在功能上可作为miRNA的海绵吸附体,以ceRNA的机制调控基因;与RNA结合蛋白相互作用而调控其他RNA、编码蛋白等功能。此外,circRNA由于呈闭合环状结构,不受RNA外切酶影响,表达更稳定,不易降解。这使得环状RNA在作为新型临床诊断标记物的开发应用上具有明显优势。


芯片特点:

  • circRNA所有探针设计基于最新最全的国际主流circRNA数据库信息。

  • 环状RNA -特异的反向剪接位点探针设计,保证每个探针检测的特异性,避免与母基因之间的冗余影响。

  • SBC human circRNA芯片v1.0   用于检测circRNA表达差异( 88371个circRNA) ( 芯片格式 4*180K)

  • SBC mouse circRNA芯片v2.0   用于检测circRNA表达差异( 41960个circRNA)   (芯片格式 4*180K)

  • SBC human ceRNA芯片 v1.0   用于同时检测mRNA 、lncRNA 、 circRNA表达差异 ( 88371个circRNA,77103个lncRNA,18853个mRNA)

疾病相关环状RNA预测:

通过环状RNA及与疾病相关microRNA交互作用分析,并整合已发表GWAS数据预测与疾病相关的环状RNA。

ceRNA调控分析:

基于基因的表达值,通过回归模型分析以及种子序列匹配的方法,建立microRNA的海绵吸附作用的调控网络,找到核心的ceRNA。


经典运用案例——circRNA机制研究

心脏疾病

   心力衰竭是引起人体死亡的重要疾患之一,而心脏肥大是增加心力衰竭风险的重要因素。针对心脏肥大靶向治疗来应对心力衰竭是目前大家所关心的热点。然而,有关于心脏肥大的调控机制还不是很清楚。

   Circular RANs是一类封闭环状的非编码RNA,最近的研究表明,circRNA可以作为内源竞争性RNAs(ceRNAs)来吸附miRNAs调控下游靶基因的表达。该研究从ceRNAs角度出发,解析了在心脏肥大导致心力衰竭的过程中,circRNA的调控机制。

案例:Wang K, Long B, Liu F, Wang JX, Liu CY et al. A circular RNA protects the heart from pathological hypertrophy and heart failure by targeting miR-223. European Heart Journal 2016, Jan 21.

   本研究发现心脏相关的circRNA(HRCR),可作为miR-223的吸附体,抑制心脏肥大和心力衰竭。miR-223转基因小鼠表现出心脏肥大和心力衰竭,而miR-223缺失小鼠不受肥大刺激影响。ARC作为miR-223的下游靶基因调控了miR-223导致的心脏肥大。CircRNA HRCR作为miR-223的内源竞争吸附体抑制miR-223的活性,增加ARC的表达。该研究为理解心脏肥大与心力衰竭过程的内在ceRNA调控机制提供了新的见解。


经典运用案例——circRNA机制研究

胰岛素分泌

   CircRNA Cdr1as最早在斑马鱼胚胎大脑中发现,与大脑发育存在密切关联。本研究在人体胰岛细胞中进行检测,证明Cdr1as在人体胰岛细胞中也能通过吸附miR-7调控胰岛素的转录和分泌。该研究为提高糖尿病病人的β细胞功能提供了新的见解。

   案例:Xu H, Guo S, Li W, Yu P. The circular RNA Cdr1as, via miR-7 and its targets, regulates insulin transcription and secretion in islet cells. Scientific Reports 2015 Jul 27;5:12453.

   该研究首先在不同的神经内分泌组织中检测Cdr1as,表明在人和小鼠胰岛素细胞中表达丰富。荧光素酶报告系统检测显示Cdr1as可以直接抑制miR-7在胰岛细胞中的表达,并影响胰岛素的分泌和转录。生物信息学分析及实验验证表明Myrip和Pax6是miR-7的靶基因。过表达Cdr1as可显著提高Myrip和Pax6的表达。该研究为理解胰岛分泌过程中的ceRNA调控机制提供了依据。


经典运用案例——circRNA biomarker研究

外泌体中的circRNA

   circular RNAs是一类广泛存在的环状闭合的非编码RNA,可在体内调控基因的表达。外泌体是一类由细胞分泌的膜状囊泡结构,其内部含有丰富的物质,包括miRNAs, lncRNA,和circRNAs。外泌体中是否能检测到稳定存在的circRNA,能否作为疾病诊断的biomarker,该研究通过一系列实验进行了探索。

   案例:Li Y, Zheng QP, Bao CY, Li SY, Guo WJ et al. Circular RNA is enriched and stable in exosomes: a promising biomarker for cancer diagnosis. Cell Research (2015) 25:981-984.

   该研究首先对肝癌细胞系分离外泌体进行了circRNA检测,表明细胞分泌外泌体中存在着丰富的circRNAs。随后对健康人血清来源外泌体进行了检测,表明血清外泌体中稳定的circRNAs是可能作为诊断biomarker。进一步的小鼠肿瘤模型和临床直肠癌病人样本血清外泌体的circRNAs检测表明,检测血清外泌体中的circRNA作为临床诊断的biomarker是可行的。