PDF《肝癌基因调控网络研究进展》

1 Various data of HCC in three databases Database Data type Date last update (mm/dd/yy) URL TCGA Exome SNP METH mRNA miRNA Clinical 11/04/2015 http://cancergenome.nih.gov

375 375

377 371

372 377 ICGC SSM CNSM METH GE miRNA 11/27/2015 https://icgc.org

996 473

243 294

313 GEO GE SNP METH NcRNA GV http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo

662 13

45 110

60 In TCGA database,

375 means

375 cases. In ICGC database,

996 means

996 donors. In GEO database, the number means the counts of DataSets and Series, for example

662 means the counts of

28 DataSets and

634 Series. There are some shorthand: SNP (Single nucleotide polymorphism), METH (Mythlation), SSM (Simple somatic mutation), CNSM (Copy number somatic mutation), GE (Gene expression), NcRNA (Non-coding RNA), GV (Gene variation). 表2肝癌基因网络分类 Table

2 The Classification of HCC gene network Node Relationship Network type Co-expression gene Co-expression gene Co-expression gene network miRNA miRNA-gene miRNA-gene regulatory network TF TF-gene TF-gene regulatory network TF-miRNA TF-miRNA regulatory network 刘湘琼 等/肝癌基因调控网络研究进展 ?:010-64807509 :[email protected]

1325 2.2 miRNA-gene 调控网络特征 miRNA 是一类具有调控功能的非编码RNA,长度为 18?25 个核苷酸.它们在肝癌细 胞中常常是差异表达,通过调控基因转录后表 达来影响细胞进化、细胞增殖、细胞分化、细 胞凋亡等生物过程[13] .miRNA 与其靶基因间调 控关系为多对多, 如1个miRNA 可能调控上千 个mRNA , 而1个mRNA 可能调控多个miRNA[14] . miRNA-gene 调控网络基于这个理论 建立,意味 miRNA 不管在生理还是病理过程中 的干扰或调控机制十分复杂.由于目前实验方 法的局限性, 从miRNA 与靶基因间的多层次调 控关系中研究和发现 miRNA 的调控机制及其生 物功能[15] 十分困难.而miRNA-gene 调控网络 在系统生物学的角度上提供了系统的、综合的 观点,miRNA-gene 调控网络能够清晰地反映 miRNA 在网络中发挥的功能,由此可以揭露其 对肝癌基因的关键调控机制. 2.3 TF-gene 调控网络特征 TF-gene 调控网络描述的转录因子及其靶 基因间调控关系,是控制基因表达的中心环节, 也是基因表达的主要控制水平.根据生物中心 法则,DNA 转录为 RNA 后翻译为蛋白质,该 过程中的转录水平为基因变异常发阶段,也是 癌症高发期. 因此 TF-gene 调控网络描述的转录 因子与靶基因间的调控关系[16] ,能够帮助了解 肝癌等癌症的发生机制或其关键基因对肝癌疾 病的影响,为临床诊断提供更多线索. 2.4 TF-miRNA 调控网络特征 TF-miRNA 调控网络主要描述转录因子与 miRNA 间调控关系. TF 是基因表达主要调控因 子[17] ,可充当激活剂或抑制剂[18] ;

miRNA 一般 会抑制 mRNA 的表达[13] ,但miRNA 仍在调控 系统中处于关键位置[19] ,两者具有良好的调控 靶基因表达的能力[20-21] ,是全局基因调控网络 的主要调控因子.在TF-miRNA 调控网络中, TF 与miRNA 可以同时调控同一基因,TF 又可 以在转录结合位点上游区域与顺式调控模式相 互作用,激活或抑制 miRNA 的表达,从而间接 调控靶基因的表达 (图1)[22] .在TF-miRNA 调 控网络中普遍认为 TF 起主要调控作用, miRNA 为辅助调控作用.研究发现 TF 与miRNA 的协 同作用普遍存在活细胞中,通过 TF-miRNA 调 控网络研究肝癌具有重要意义. 图1TF、miRNA、target gene 间的调控关系[22] Fig.