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circrna研究思路及常用数据库
文章来源：genecreate
作者：genecreate
发布时间：2019-03-01 11:59
上一期我们简要介绍了circrna的生物学功能等，今天，我们接着谈circrna。既然确认走circrna这条摸索的路，又为了斩获得国自然基金和高分文章，那小编就根据近几年circrna研究热点，梳理出常规的科研思路和推荐相应的经典文献，供君详阅。
研究思路
1. 探究circrna的第一步：找寻circrna
首先是寻找差异表达的circrna。通过微阵列分析细胞系中circrnas的表达谱，寻找一些显著表达的circrnas，或通过高通量测序或芯片结合rt-qpcr验证筛选出感兴趣的circrna，包含二代测序建库和rna深度生物信息学分析。
其次是进行初步的细胞功能验证。若源于临床样本，在验证组织样本表达差异后，再通过生存曲线、凋亡分析、裸鼠成瘤实验等验证与表型变化一致，或构建circrna系列表达载体，制备特异性检测circrna翻译蛋白的抗体进行细胞功能验证。
2. 探究circrna的第二步：摸索功能机制
按照circrna三大研究热点进行细分，梳理对应的科研思路：
（1）circrna作为mirna海绵的研究思路
circrna结合mirna的靶点预测。通过数据库预测circrna中mirna潜在结合位点，可采用arraystar mirna软件进行初步筛选，再按照diana数据库定向筛选。
cerna机制验证。通过萤光素酶报告基因确定mirna可以直接靶向circrna的3′utr；rt-qpcr和rip实验证实circrna的mirna sponge功能；rna fish实验辅助确认circrna主要分布在细胞质中；敲除和共转染实验验证cerna机制。
经典文献推荐：此类研究依旧热门，2018年6月发表在journal of hepatology（if=14.911）上的一篇名为“circular rna csmarca5 inhibits growth and metastasis in hepatocellular carcinoma”的研究，揭示了circrna csmarca5在肝癌的发生发展中的机制。
（2）circrna参与转录调控的研究思路
circrna翻译蛋白质进行细胞功能验证。生存曲线、凋亡验证与表型变化的一致性，也可通过基因敲除/过表达探究circrna的翻译功能。
circrna翻译蛋白质的分子机制。进行分子机制研究，揭示生命的深层次奥秘，为人类的健康事业做出贡献。
经典文献推荐：此类研究比较新颖，2018年3月发表在journal of the national cancer institute（if=11.238）上的一篇名为“novel role of fbxw7 circular rna in repressing glioma tumorigenesis”的研究，揭示了circrna-fbxw7在内部核糖体进入位点驱动下跨接开放阅读框编码一种新的21kda蛋白，以及其在抑制胶质瘤肿瘤发生中的新作用。
（3）circrna参与蛋白结合的研究思路
探究circrna与结合蛋白（rbp）的互作。通过rip或计算机模拟实验筛选出与circrna相互作用的蛋白，并研究两者的调控关系或下游机制。
经典文献推荐：此类研究思路简明，2017年3月发表在theranostics（if= 8.537）上的一篇名为 “a circular rna binds to and activates akt phosphorylation and nuclear localization reducing apoptosis and rnhancing cardiac repair”的研究，揭示了circrna结合并激活akt磷酸化和核定位，发挥减少细胞凋亡并增强心脏修复的作用。
3. 探究circrna的第三步：验证和升华
通常是构建动物模型或追溯临床标本信息，开展体内验证实验，帮助升华circrna在疾病治疗中研究意义。
circrna常用数据库
我们身边中总有大咖大牛出没，常能罗列出很多串联的线索，与其退而慕之，不如临渊而渔。推荐使用在线数据库如下，可帮助探索和挖掘更多有用的circrna信息。
1. circrnadb，网址：http://reprod.njmu.edu.cn/circrnadb，是首个汇总可编码蛋白的环状rna数据库，共收集了32914条人类外显子环状rna记录，每条记录都包括基因组位置信息、rna编辑情况、所对应的基因组序列、ires序列元件、预测orf以及相关的参考文献。
2. circrnabase，网址：http://starbase.sysu.edu.cn/，是专门为circrnas和clip-seq（hits-clip，par-clip，iclip，clash）数据集进行解码mirna-circrna相互作用网络的数据库。
3. circlncrnanet ，网址：http://app.cgu.edu.tw/circlnc/，是整合lncrna和circrna的功能网络的在线分析数据库，主要是集合了tcga数据库20多个肿瘤类型数据，无需编程即可实现在线可视化分析，而且分析模板非常丰富，另外用户也可提交lncrna和circrna芯片或测序的表达数据进行自行分析。
值得注意的是，一般通过rna深度测序结合软件分析来预测circrna（常用软件有mapsplice、circexplorer、ciri、circbase等）或lncrna（常用软件有plek、 cpat、cnci、lncscore等）的假阳性较高，需要通过实验进一步验证。
文献分享
题目：circular rna bcrc-3 suppresses bladder cancer proliferation through mir-182-5p/p27 axis
期刊：mol cancer
影响因子：7.776
本文作者分析了人体组织circrna高通量测序结果，确定了膀胱癌相关circrna-3 ，包括bcrc-3, genbank: ku921434.1，作为psmd1基因的候选circrna。通过qrt-pcr、rna pulldown、萤光素酶报告基因等技术验证了bcrc-3与mrna的相互作用。发现bcrc-3在膀胱癌组织和细胞系中表达较低，体内外bcrc-3过表达抑制了bc细胞增殖。值得注意的是，bcrc-3可以直接与mir-182-5p相互作用，作为mirna海绵促进p27的mir-182-5p靶向3'utr活性。因此，bcrc-3可作为肿瘤抑制剂，通过mir-182-5p/p27抑制bc细胞增殖。
题目：discovery of kaposi's sarcoma herpesvirus-encoded circular rnas and a human antiviral circular rna
期刊：proc natl acad sci usa
影响因子：9.504
非编码rna在宿主-病毒相互作用中具有重要作用，circrna是一种单链非编码rna，可诱骗rna或rna结合蛋白抑制其功能。在卡波西肉瘤疱疹病毒(kshv)中，circrna的作用未知。本文作者用不同的pcr引物和rnase r处理特异性circrna表明，hsa_circ_0001400是一种感染诱导的circrna，其过表达抑制了kshv新生感染中病毒基因lana和裂解基因rta的表达。接着，作者使用kshv感染细胞且经过rnase r处理的circrna进行了circrna-seq分析，鉴定到了由kshv基因组编码的多个circrna，它们在kshv感染的内皮细胞和原发性渗出淋巴瘤(pel)细胞中表达。作者还发现，kshv circrna位于病毒裂解基因的orf内。作者揭示了宿主-病毒相互作用circrna—人类抗病毒circrna，它在kshv感染时被激活，在感染裂解阶段被诱导表达。
题目：novel role of fbxw7 circular rna in repressing glioma tumorigenesis
期刊：journal of the national cancer institute
影响因子：11.238
作者通过对脑胶质瘤临床组织标本进行circrna测序及生物信息分析，发现了脑组织及癌旁组织中有明显差异表达的circrna，重点关注了抑癌基因fbxw7第3、4个外显子环化后形成的一个circrna，并命名为circ-fbxw7。随后作者发现circ-fbxw7存在高度保守的内部核糖体插入序列（ires），并通过实验证实了circ-fbxw7翻译了一个大约21kd的蛋白质，并命名为fbxw7-185aa。通过常规的细胞功能学实验，作者发现circ-fbxw7翻译的蛋白质可以抑制肿瘤细胞的增值。接着作者进一步证实了fbxw7-185aa协调母基因fbxw7产生的蛋白一起调控原癌基因c-myc的稳定性。最后作者对脑胶质瘤临床组织标本进行检测，统计临床关联性，做了小鼠脑部原位成瘤实验。发现人类细胞中circ-fbxw7可以翻译一个新的蛋白，对胶质瘤有抑制作用并对胶质瘤患者的临床预后有关联性。
题目：circular non-coding rna anril modulates ribosomal rna maturation and atherosclerosis in humans
期刊：nature communications
影响因子：12.353
环状rna在真核细胞中是广泛表达的，但是其于人类疾病的关系还不清楚。本文作者发现circanril（circular antisense non-coding rna in the ink4 locus）可以通过抑制rrna的成熟，促进细胞的凋亡，抑制增殖，激活p53通路，达到防止动脉粥样硬化的作用。由于circanril来源的lncrna有结合蛋白的作用，所以作者用label-free检测了与circanril结合的蛋白谱。富集分析发现circanril pull-down下来的蛋白主要在核糖体rna的形成和rna剪切上。然后作者从显著富集的蛋白中选择了几个与核糖体剪切相关的蛋白，做rip验证，发现circanril可以与rrna前体竞争结合pes1蛋白，从而使rrna前体在细胞内聚集，细胞压力增加，引起核仁碎裂，p53的激活，细胞凋亡。