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肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是世界上发病率第五、死亡率第四的癌症。环状RNA(circular RNA，circRNA)是一类新型内源的功能性非编码RNA分子，已证实在HCC发生和发展中起重要作用。本课题旨在利用HCC病人癌组织及对应癌旁组织circRNA的芯片表达谱数据，筛选在HCC中差异表达的circRNAs(differentially expressed circRNAs，DECs)，然后运用生物信息学手段，分析它们可能结合的miRNA与其下游靶点以及相关细胞信号通路、序列组成以及亲本基因的功能，以预测这些DECs在HCC发生和发展中可能的作用及机制。
从GEO数据库中下载HCC病人癌组织及对应癌旁组织circRNA的芯片表达谱数据集GSE94508(含5对样本)和GSE97332(含7对样本)，采用GEO2R分析筛选DECs。使用多种miRNA数据库预测DEC-miRNA和miRNA-mRNA相互作用并结合文献报道，确定可与两种或多种DECs结合、并已证实通过多个靶点调控HCC发展的重要miRNA；使用DAVID、Panther、STRING和Cytoscape对重要miRNA的靶基因进行KEGG和Panther富集分析、蛋白互作分析并可视化，建立以重要miRNA为中心的circRNA-miRNA-mRNA调控网络。通过circBase、UCSC及NCBI数据库确定DECs序列的组成信息。使用DAVID和Panther对DECs的亲本基因进行GO、KEGG和Panther富集分析。最后，随机选取部分DECs，通过实时定量PCR(qRT-PCR)和Sanger测序对这些circRNAs在HCC细胞中的差异表达进行验证。
在HCC中共筛选到87种DECs(76种上调，11种下调)。确定可与两种或多种DECs结合、并已证实通过多个靶点调控HCC发展的四种重要miRNA，包括hsa-miR-7-5p，hsa-miR-145-5p，hsa-miR-203a-3p和hsa-miR-192-5p，并以之为中心构建circRNA-miRNA-mRNA调控网络，该网络中的基因主要富集到Wnt、TGF-β和Ras等癌症相关通路。DECs的序列组成主要为外显子型。DECs的亲本基因主要涉及28个GO条目、2条KEGG途径和6条Panther途径。在随机选取的9种DECs中，7种DECs可在人正常肝细胞L02和人HCC细胞HepG2中检测到，而hsa_circ_0001489和hsa_circ_0039053则未能检测到。在检测到的7种DECs中，与L02细胞相比，hsa_circ_0001806、hsa_circ_0003528、hsa_circ_0008583、hsa_circ_0009910、hsa_circ_0032704、hsa_circ_0065214这6种DECs在HepG2细胞中表达上调；hsa_circ_0007762在HepG2细胞中表达下调；这7种DECs在HCC细胞中的表达趋势与GEO数据库中circRNA芯片数据分析结果一致，qRT-PCR产物特异性良好。
在HCC中存在大量DECs，这些DECs可能与HCC的发生和发展密切相关。circRNA-miRNA-mRNA调控网络图提示，circRNA、miRNA和mRNA之间存在非常复杂的调控关系，DECs可能通过靶向多个miRNA，调控miRNA下游多个靶基因的表达及相关的信号通路，进而影响HCC的发生和发展。大部分DECs为外显子型，提示这部分DECs可能主要定位于细胞质，并以miRNA海绵的方式发挥作用。DECs的亲本基因可能涉及多个与肿瘤相关的生物学过程及途径，因而DECs可能通过调节其亲本基因的转录参与HCC的发生与发展。在细胞水平上，进一步验证了7种DECs在HCC中的差异表达，包括hsa_circ_0001806、hsa_circ_0003528、hsa_circ_0008583、hsa_circ_0009910、hsa_circ_0032704、hsa_circ_0065214和hsa_circ_0007762，提示它们可能作为候选的HCC诊断和预后生物标志物，或通过结合肝细胞中特定的miRNA或蛋白，调控肝细胞的生物学功能，进而影响HCC的发生和发展。
从GEO数据库中下载HCC病人癌组织及对应癌旁组织circRNA的芯片表达谱数据集GSE94508(含5对样本)和GSE97332(含7对样本)，采用GEO2R分析筛选DECs。使用多种miRNA数据库预测DEC-miRNA和miRNA-mRNA相互作用并结合文献报道，确定可与两种或多种DECs结合、并已证实通过多个靶点调控HCC发展的重要miRNA；使用DAVID、Panther、STRING和Cytoscape对重要miRNA的靶基因进行KEGG和Panther富集分析、蛋白互作分析并可视化，建立以重要miRNA为中心的circRNA-miRNA-mRNA调控网络。通过circBase、UCSC及NCBI数据库确定DECs序列的组成信息。使用DAVID和Panther对DECs的亲本基因进行GO、KEGG和Panther富集分析。最后，随机选取部分DECs，通过实时定量PCR(qRT-PCR)和Sanger测序对这些circRNAs在HCC细胞中的差异表达进行验证。
在HCC中共筛选到87种DECs(76种上调，11种下调)。确定可与两种或多种DECs结合、并已证实通过多个靶点调控HCC发展的四种重要miRNA，包括hsa-miR-7-5p，hsa-miR-145-5p，hsa-miR-203a-3p和hsa-miR-192-5p，并以之为中心构建circRNA-miRNA-mRNA调控网络，该网络中的基因主要富集到Wnt、TGF-β和Ras等癌症相关通路。DECs的序列组成主要为外显子型。DECs的亲本基因主要涉及28个GO条目、2条KEGG途径和6条Panther途径。在随机选取的9种DECs中，7种DECs可在人正常肝细胞L02和人HCC细胞HepG2中检测到，而hsa_circ_0001489和hsa_circ_0039053则未能检测到。在检测到的7种DECs中，与L02细胞相比，hsa_circ_0001806、hsa_circ_0003528、hsa_circ_0008583、hsa_circ_0009910、hsa_circ_0032704、hsa_circ_0065214这6种DECs在HepG2细胞中表达上调；hsa_circ_0007762在HepG2细胞中表达下调；这7种DECs在HCC细胞中的表达趋势与GEO数据库中circRNA芯片数据分析结果一致，qRT-PCR产物特异性良好。
在HCC中存在大量DECs，这些DECs可能与HCC的发生和发展密切相关。circRNA-miRNA-mRNA调控网络图提示，circRNA、miRNA和mRNA之间存在非常复杂的调控关系，DECs可能通过靶向多个miRNA，调控miRNA下游多个靶基因的表达及相关的信号通路，进而影响HCC的发生和发展。大部分DECs为外显子型，提示这部分DECs可能主要定位于细胞质，并以miRNA海绵的方式发挥作用。DECs的亲本基因可能涉及多个与肿瘤相关的生物学过程及途径，因而DECs可能通过调节其亲本基因的转录参与HCC的发生与发展。在细胞水平上，进一步验证了7种DECs在HCC中的差异表达，包括hsa_circ_0001806、hsa_circ_0003528、hsa_circ_0008583、hsa_circ_0009910、hsa_circ_0032704、hsa_circ_0065214和hsa_circ_0007762，提示它们可能作为候选的HCC诊断和预后生物标志物，或通过结合肝细胞中特定的miRNA或蛋白，调控肝细胞的生物学功能，进而影响HCC的发生和发展。