不做实验,只挖掘数据库怎么发五分文章?
今天给大家分享的一篇文章同样来自Oncotarget(5分的肿瘤杂志),题目为"Comparative study of joint bioinformatics analysis of underlying potential of ‘neurimmiR’, miR-212-3P/miR-132-3P, being involved in epilepsy and its emerging role in human cancer"。细心的童鞋已经发现,这题目已经包含了癫痫(epilepsy)和肿瘤两大疾病领域,那么这篇文章是怎么从癫痫扯到肿瘤,最终还让肿瘤杂志的审稿人信服的呢?
背景简述
miR-212和miR-132是一对孪生兄弟,它们源于同一miRNA前体的相反臂,二者的成熟体的序列有着大量相似之处,它俩一同兴风作浪,在神经功能方面起到了重要作用,被人称作"neurimmiR"二兄弟。这一对兄弟在肿瘤的发生发展过程中也出了不少力,然而在有些肿瘤中,这俩兄弟却互相拆台,起了相反的作用。
这篇文章,通过生信分析的方法,综合分析了miR-212和miR-132在癫痫和肿瘤中所起到的作用,并预测分析了在肿瘤引起的癫痫中miR-212和miR-132相关的分子机制。
下面就来详细讲讲这篇文章的研究内容
miR-212和miR-132的基本信息和在神经组织中的作用
通过文本挖掘、文献综述以及miRNA的组织特异性分析(国足都赢了,你竟然还不知道这些基因信息数据库?),说明这俩兄弟是neurimmiR。miRBase是一个miRNA数据库(http://www.mirbase.org/),提供miRNA序列结果信息以及miRNA的功能注释。
这一部分的结果见下图,图A是miRNA的序列,表明这两个miRNA的成熟体有着相似的序列;图B是miRNA的二级结构图,RNA二级结构的作图工具小张介绍过(如何绘制高大上的RNA二级结构图?);图C是miRNA在不同组织中的表达量,结果表明在脑中的表达量居高。
miR-212和miR-132的靶基因预测与分析
要分析miRNA的功能自然离不开它们的靶基因,文章中作者运用多个数据库工具(Tarbase、miRTARBASE、miRecord、miRpathDB)进行了靶基因预测,并用Targetscan进一步分析验证了上述靶基因,之后对筛选出来的靶基因做了GO和KEGG分析(伏笔,很多通路和癌症相关)。
图A和图C的图的画法其实之前也是介绍过的,是用EXCEL画的(暴躁的EXCEL测序数据分析方法(前传)),图B和图D源自miRtarbase的GO分析。
miR-212和miR-132与癫痫的相关性分析
利用MalaCards这个疾病数据库(疾病研究找不到方向怎么办?),以癫痫为关键词进行搜索得到43个基因,其中14个基因是这两个miRNA的共同靶基因,其中只有一个基因IER3IP1在其它研究中被验证。利用STRING做蛋白质互作网络(PPI network)分析发现,这14个基因确实与神经系统存在着密切联系,所以miR-212和miR-132可能通过调控其靶基因,对神经系统疾病比如癫痫的发生起到了重要的作用。
miR-212和miR-132与癌症的相关性分析
文章到这里画风一转,从癫痫讲到癌症,因为前文已经提到miR-212和miR-132的靶基因KEGG分析结果表明,它们与癌症相关信号通路有着重要联系,所以作者利用TCGA数据库,对几种癌症分别做了生存分析。
并且它们二者共同的靶基因IRAK4,生存分析结果表达也与癌症相关。
为进一步验证miR-212和miR-132的靶基因在大脑肿瘤的发生中起到了重要作用,作者从GEO上找了一个测序结果(GSE32534),这个测序做的是有癫痫和没有癫痫的脑瘤的样本,从中筛选出的差异基因有31.1%(177/570)都是两个miRNA的共同靶基因,而7.4%(42/570)的差异基因有实验验证。从而说明miR-212和miR-132在脑瘤的发生中起到了重要作用。
肿瘤引发的癫痫的有关miR-212和miR-132的分子机制
有关miRNA的分子机制,作者总结了3条,分别是(1)直接靶向作用;(2)ceRNA机制;(3)间接调节。第一点作者已经用GSE32534的测序结果作了分析,第二点作者将GSE32534中分析的177个两个miRNA共同的靶基因作了共表达网络分析,具体见下图。图A是信号通路和相关基因的网络图,图B是KEGG分析结果,图C是构建共表达网络后绘制的简明ceRNA网络图,结果表达MAPK1和FRS2处于调控网络的中心地位。第三种模式则是从转录因子的角度出发的,其它基因通过影响miRNA转录因子的表达,再通过miRNA影响其它基因的表达。图E举了CREB1的例子,CREB1是miR-212和miR-132共同的转录因子,而与它相关的基因STAT3, SOCS3, RBBP4, SETMAR, LCP1 和HMOX1同为转录因子,它们的表达变化多多少少会影响到CREB1的表达,进而影响miRNA的表达和miRNA靶基因的表达。
小结:文章从癫痫切入,到最后详细分析阐述肿瘤引发的癫痫的分子机制,整个故事剧情千回百折,丰富多彩,给人柳暗花明的感觉,但是所有的分析方法都不复杂,在小张聊科研中都有介绍。最后说明一点,文章中的数据本宫没有进行重演,不排除大家自己重演的时候与原文存在出入,这篇微信文章主要还是给大家介绍生信分析文章的思路。
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