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miRNA组织特异性泛癌分析及其失调关联

已有 297 次阅读 2026-8-16 10:19 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

miRNA组织特异性泛癌分析及其失调关联

MicroRNA (miRNA) 是小型非编码 RNA，充当基因表达的关键转录后调节因子，并在维持细胞身份、分化和组织稳态中发挥重要作用。通过同时微调多个靶基因的表达，miRNA 可以协调不同的生物过程，包括发育、增殖、细胞凋亡和免疫反应。 miRNA 表达失调是癌症的一个公认标志，并导致许多致癌过程，包括不受控制的增殖、侵袭、转移、血管生成、免疫逃避和细胞可塑性。

在过去的二十年里，广泛的研究已经确定了与肿瘤相关的 miRNA，并确定了它们作为诊断生物标志物、预后指标和治疗目标的潜在用途。然而，大多数泛癌研究主要集中在差异表达分析上，强调特定 miRNA 在肿瘤中相对于正常组织是否上调或下调。虽然这种方法已经产生了重要的见解，但它并没有捕获 miRNA 生物学的重要方面，即组织特异性。在正常组织中，组织特异性 miRNA 有助于稳定谱系相关转录状态并抑制替代分化程序，从而维持细胞表型和功能特化。这些监管限制的破坏可能代表了恶性转化的一个关键特征，能够实现去分化并增加细胞可塑性。然而，组织特异性的丧失在多大程度上导致复发性泛癌 miRNA 失调，目前仍知之甚少。

最近的一项研究中，Ismailov等人对两个主要队列进行了综合分析（图1，https://github.com/neuropromotion/Bioinformatics/tree/main/miRNA_bulk）：来自基因型组织表达 (GTEx) 项目的健康组织和来自 TCGA、TARGET、CGCI、和 CPTAC 的肿瘤样本，为简单起见，以下统称为 TCGA 队列。使用两个队列中组织的 Tau 评分对组织特异性进行量化。为了识别与恶性转化相关的 miRNA，应用了两种互补的分析方法。首先，通过将肿瘤样本与可用的匹配正常组织进行比较，在各个癌症项目中进行差异表达分析。其次，比较 GTEx 和 TCGA队列之间的 miRNA表达模式和组织特异性概况。整合两种方法获得的结果，以确定与恶性转化一致相关的稳健 miRNA特征。这项分析揭示了 679 个 miRNA 在恶性转化后失去了组织特异性，从健康组织中的组织限制表达模式转变为癌症样本中跨组织的广泛激活。对这些经过实验验证的 miRNA 靶点进行的富集分析支持了它们参与癌症相关的生物过程，突显了它们作为基于抗微小RNA寡核苷酸治疗策略的候选者的潜力，因为它们在正常组织中表达有限，跨肿瘤类型广泛激活。

图1 数据集概述和组织特异性分析。 (A) GTEx 队列中健康组织类型的分布。 (B) TCGA 队列中癌症组织类型的分布。 (C) GTEx 和 TCGA 队列中各组织的组织特异性 (Tau) 评分的分布。 (D) GTEx（x 轴）和 TCGA（y 轴）队列中各个 miRNA 的组织特异性(Tau) 评分的散点图。应用普遍使用的Tau阈值0.8，miRNA被分为四类：组织特异性（绿色）、癌症组织特异性（紫色）、正常组织特异性（黄色）和非特异性（灰色）。 (E) ΔTau值在 miRNA 中的分布，说明正常组和癌症组之间组织特异性的变化。红色线表示具有负ΔTau值的miRNA（癌症中的组织特异性降低），而紫色线表示在两个队列共有的394个miRNA中具有正ΔTau值的miRNA（癌症中的组织特异性增加）

参考文献

[1] Aly Ismailov, Alexey Belogurov Jr., Alena Evpak, Maria Poptsova. A pan-cancer analysis of microRNA tissue specificity and its association with dysregulation bioRxiv 2026.06.01.729194; doi: https://doi.org/10.64898/2026.06.01.729194

以往推荐如下：

1. 分子生物标志物数据库MarkerDB

2. 细胞标志物数据库CellMarker 2.0

3. 细胞发育轨迹数据库CellTracer

4. 人类细胞互作数据库：CITEdb

5. EMT标记物数据库：EMTome

6. EMT基因数据库：dbEMT

7. EMT基因调控数据库：EMTRegulome

8. RNA与疾病关系数据库：RNADisease v4.0

9. RNA修饰关联的读出、擦除、写入蛋白靶标数据库：RM2Target

10. 非编码RNA与免疫关系数据库：RNA2Immune

11. 值得关注的宝藏数据库：CNCB-NGDC