构建长非编码RNa-蛋白编码基因二元网络预测长非编码RNA功能

• 作 者: 邱福俊
• 机 构: 哈尔滨医科大学
• 出 处: 哈尔滨医科大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 长非编码RNA 前列腺癌 蛋白质互作 二元网络 靶向治疗

长非编码RNA(long non-coding RNAs，lncRNAs)是一类转录本长度超过200个核昔酸的功能性RNA。它参与了染色质重塑的调控、促进或者抑制基因的表达以及mRNA剪接、编辑、翻译和降解等多种生物学功能。然而，目前为止，绝大多数lncRNAs的功能仍是未知的。本研究旨在建立一个新方法，来获得lncRNAs调控的蛋白编码基因(protein-coding genes，PCGs)，进而运用生物信息学手段大规模地预测lncRNAs的功能，并识别癌症候选的lncRNAs。　　以往研究，通常只关注lncRNAs与PCGs的表达相关性，在两者之间建立联系，而忽略了生物网络具有的传递特性。本研究提出一种基于样本相关的方法，利用lncRNAs和PCGs表达谱，结合蛋白质互作数据，构建lncRNAs-PCGs二元网络。网络的拓扑学性质和生物学功能分析结果证实，该网络具有典型的小世界网络的特性，且功能注释的精度和特异性显著优于随机的结果。　　进一步，我们运用该方法分析了含有150个前列腺癌样本的lncRNAs表达谱和PCGs表达谱，通过随机游走算法，识别癌症候选的lncRNAs。本文从LncRNADisease中获得了13个已知与前列腺癌相关的lncRNAs，发现有6个在我们的二元网络中，其中ENSG00000234741作为随机游走的种子节点之一，得分最高。还有2个lncRNAs（ENSG00000225937和ENSG00000236830）的排秩在前30名（候选lncRNAs总数为218个）。另外，在候选lncRNAs中，排秩第一的lncRNA ENSG00000257117与OMIM基因DDX19共享内含子，同时与前列腺癌相关基因IGF2 P1存在互作，表明ENSG00000257117可能与前列腺癌相关。由此可见，本文构建的方法具有一定的准确性。　　本研究不仅考虑了lncRNAs与PCGs的表达相关性，同时引入了蛋白质互作关系，利用生物网络传递的思想构建了一个预测lncRNAs潜在靶基因的新方法，并应用该方法预测出了前列腺癌候选的治疗靶标，希望能为日后的靶向治疗提供新的理论支持。