肝细胞癌患者血液外泌体ceRNA调控网络的构建及生物信息学分析

摘要

目的 基于肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)患者血液外泌体中差异表达的长链非编码RNA(long non-cording RNA,lncRNA)、环状RNA(circular RNA,circRNA)和信使RNA(messenger RNA,mRNA),从竞争性内源性(competing endogenous RNA,ceRNA)调控网络角度出发，探索HCC的发病机制及潜在的分子标志物。方法 通过exoRBase数据库获取HCC患者及健康对照者血液外泌体RNA的表达谱数据和注释文件，利用R软件进行数据处理和差异表达分析。使用Targetscan、miRanda、CSCD数据库预测可能与差异表达的lncRNA、circRNA、mRNA结合的miRNA,预测结果取交集后使用cytoscape3.9.1构建ceRNA调控网络。最后，对网络中的DEmRNA进行GO、KEGG富集分析及生存分析。结果 共发现62个差异表达lncRNAs, 18个差异表达circRNAs和160个差异表达mRNAs。经数据库分别预测其可能的结合靶点并将结果取交集后，共计20个DElncRNAs, 16个DEcircRNAs, 40个DEmRNAs, 44个miRNAs被筛选出来构建ceRNA调控网络。GO富集分析显示网络中的DEmRNAs在生物学过程中主要富集在含核定位信号蛋白导入细胞核、肌管分化、RNA剪接调控等方面，细胞组分集中在核斑点、核膜孔、PML体等，分子功能主要表现在蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶活性、蛋白激酶调节剂活性、GTP酶激活剂活性等方面。KEGG富集结果显示这些DEmRNAs与MAPK信号通路、癌症中的中心碳代谢、胰高血糖素信号通路等有密切关联。生存分析显示，12个基因(ADAMTS5、CDC42、HNRNPA3、LSM12、MOB1A、RBM39、SEPT7、SMARCA5、STK4、TUBB2A、UBC、VOPP1)与HCC患者的预后相关。结论 HCC患者血液外泌体ceRNA网络的构建和生物信息学分析结果可为探讨HCC的发病机制及潜在生物标志物提供新的思路和理论依据。

关键词

肝细胞癌 / 外泌体 / 生物信息学 / 竞争性内源性RNA