lncRNA芯片

案例一 ：LNCTCF7在肝癌干细胞自我更新中的调控作用
中国科学院生物物理所的范祖森研究员带领的研究小组于2015年8月31日在国际学术期刊《Journal of clinical investigation》上在线发表了一项名为<ZIC2-dependent OCT4 activation drives self-renewal of human liver cancer stem cells>的最新研究论文，首次报告了他们在肝癌干细胞(liver CSCs)中发现转录因子ZIC2的高表达，并且这一效应对维持肝癌干细胞自我更新的作用机制起到了重要的作用。在本研究中，经转录组芯片分析，我们确定了一个长链非编码RNA（lncRNA），命名为lncTCF7，它在肝癌肿瘤和肝脏CSCs中高度表达。 LncTCF7是肝脏CSC自我更新和肿瘤增殖所必需的。研究发现lncTCF7招募SWI / SNF复合物到TCF7的启动子区域以调节其表达，从而导致Wnt信号传导的激活。我们的数据表明lncTCF7介导Wnt信号通路启动肝脏CSC自我更新和肿瘤增殖。因此，总结来讲， lncRNA通过调节 Wnt信号通路，促进肝癌干细胞的致瘤活性，进一步突出了lncRNAs在肿瘤生长和增殖中的作用。

 

案例二：喉鳞状细胞癌lncRNA和mRNA表达谱的综合分析
长链非编码RNA（lncRNA）在肿瘤发生中起重要作用。然而，喉鳞状细胞癌（LSCC）中lncRNA的表达模式和功能尚不清楚。为了研究晚期LSCC中异常表达的lncRNA和m RNA，通过lncRNA和mRNA整合芯片对9对原发性IVA阶段LSCC组织和相邻非肿瘤组织进行高通量检测。研究通过功能和通路富集分析， 发现差异mRNA参与的重要功能和通路。接着构建全局信号网络图和ceRNA网络，筛选出核心mRNA，而lncRNA-m RNA共表达网络识别lncRNA和mRNA之间的相互作用。 qRT-PCR进一步验证晚期LSCC中lncRNA和mRNA的表达。我们发现1459个差异lncRNA和2381个差异mRNA， 包括846个上调的lncRNA和613个下调的lncRNAs，1542个上调mRNA和839个下调mRNA。通过数据分析我们筛选出3个核心基因： ITGB1，HIF1A和DDIT4，它们主要参与生物过程，包括基质组织，细胞周期，粘附和代谢通路。 LncRNA-mRNA共表达分析显示LncRNA NR_027340，MIR31HG分别与ITGB1， HIF1A正相关。 LncRNA SOX2-OT与DDIT4呈负相关。 qRT-PCR进一步验证了这些lncRNA和mRNA的表达。这项工作提供了令人信服的证据，确定了lncRNA和mRNA是潜在的生物标志物，可用于晚期LSCC进一步研究。  

 

1.主成分分析(PCA)
通过 PCA 分析，考察样品的分布情况，验证实验设计的合理性，生物学重复样品的均一性，用二维图展示。同组的样品在二维空间分布比较集中，说明这些基因选取具有代表性，生物学重复好。

 

2.差异 lncRNA 表达水平聚类分析
差异 lncRNA 表达水平聚类分析, 我们采用 log10(norm 值)进行lncRNA 表达量展示。同时也可以将差异lncRNA 的 norm 值通过 Z 值方式进行展示。其中横坐标为样本，纵坐标为基因，不同的颜色表示不同的基因表达水平，颜色由蓝色至红色表示表达量从低到高。红色表示高表达基因，蓝色表示低表达基因。

 

1.为什么芯片更适合检测微量特殊样本（如血清、血浆、外泌体）的lncRNA或circRNA？
微量样本不适合做核糖体RNA（rRNA）去除。如采用测序，则经过PCR扩增得到文库中绝大部分都是rRNA序列，lncRNA和circRNA序列占比很少；而芯片采用特异性探针检测，则不会受到rRNA的干扰。芯片实验采用线性序列扩增，不会出现测序文库扩增的序列偏好性。微量样本中，即使出现微量的外源性序列干扰，则测序文库扩增时会被显著放大，影响后期的序列分析；而芯片采用特异性探针检测，则不会受到此种干扰。 因此，推荐lncRNA芯片或ceRNA芯片进行血清、血浆、外泌体等特殊样本的lncRNA或circRNA检测。