基於信號通路模組的microRNA功能預測與驗證

《基於信號通路模組的microRNA功能預測與驗證》是依託華僑大學，由王啟釗擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於信號通路模組的microRNA功能預測與驗證
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王啟釗
• 依託單位：華僑大學

項目摘要

MicroRNA（miRNA）主要通過與靶基因mRNA 3'UTR結合發揮基因沉默作用，其生理功能是目前核酸領域研究的熱點和重點。然而，miRNA多靶點調控給這方面的研究帶來了不少困難。通過理論計算miRNA功能還只停留在靶基因預測的水平，靶基因數量眾多，難以直接得知其功能。本課題結合新近發現的肺癌中基因突變集中在主要幾條信號通路上這一現象，提出以信號通路為模組，通過分析靶基因受miRNA調控的幾率、靶基因在肺癌中的突變頻率、靶基因所在信號通路對肺癌發生的重要性，研究miRNA對不同信號通路模組的調控能力，綜合miRNA對各模組的調控得分，判斷其在肺癌中的潛在作用，並對模型預測準確性給予資料比對和細胞、動物水平兩種方式驗證。這一方法如能得以實施，將極大加速miRNA在不同疾病中的功能研究。

結題摘要

MicroRNA（miRNA）主要通過與靶基因mRNA 3’UTR結合發揮基因沉默作用，其生理功能是目前核酸領域研究的熱點和重點。然而，miRNA多靶點調控給其功能預測帶來了不少困難。本課題結合新近發現的肺癌中基因突變集中在主要幾條信號通路上這一現象，提出以信號通路為模組，研究miRNA對不同信號通路模組的調控能力，判斷其在腫瘤中的潛在作用這一思路。本課題選取了5056個基因，通過超幾何分布計算發現，有些信號通路可顯著的富集肺癌相關基因。利用mirPath軟體預測miRNA對主要信號通路的調控能力，發現一個miRNA可以同時調控多條信號通路。結合兩者，我們可以很好的篩選出在肺癌中可能具有抑癌基因作用的miRNA。根據預測結果，本課題組合成了49個miRNA的類似物，其中能同時抑制5種細胞增殖的miRNA包括Let-7，miR-27a，miR-27b，miR-29a，miR-29b，miR-29c，miR-99b，miR-101*，miR-106，miR-124，miR-126，miR-126*，miR-128，miR-133a，miR-133b，miR-146a，miR-146b，miR-449a，miR-449b等。在此基礎上，本課題以miR-27和Let-7家族為主要研究對象，開展進一步的研究工作。無論是在體外還是在體內，miR-27a和miR-27b，都能抑制腫瘤增殖。Let-7家族成員，具有不同的抗腫瘤活性，其中以Let-7i 最為明顯。在課題實施過程中，我們發現，單一的miRNA效果還不理想。因此提出了將miRNA和siRNA聯合用藥的思路。siRNA因具有特異性和有效性，可用於沉默在腫瘤中其關鍵作用致癌基因，而miRNA的多靶點性和溫和性，則可從其他多個通路抑制腫瘤生長，從而起到主輔相承、點面結合、協同增效的正交治療作用。本課題證明了通過信號通路預測miRNA功能的可行性。同時指出，miRNA單獨套用作用有限，聯合siRNA用藥將是今後研究的可行方向。