近日,，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)等處的研究人員首次利用生物信息學(xué)方法,，高通量識別人類癌癥中小分子化合物與miRNA間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,，相關(guān)成果公布在Nature出版社旗下《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）雜志上。
miRNA是一種單鏈的非編碼RNA,，參與多種與人類癌癥密切相關(guān)的生物學(xué)過程,，如細(xì)胞增殖、分化,、凋亡等,。近年的研究發(fā)現(xiàn)miRNA能夠被化學(xué)小分子所靶向，并受到了越來越多的關(guān)注,，利用小分子化合物靶向miRNA將成為一種新型的癌癥治療方法,。
研究人員利用生物信息學(xué)方法高通量識別人類癌癥中小分子化合物與miRNA間的關(guān)聯(lián)關(guān)系?；谛》肿訑_動的基因芯片數(shù)據(jù),、癌癥中的差異表達(dá)基因以及miRNA所調(diào)控的靶基因等信息，在17種人類癌癥中構(gòu)建了小分子和miRNA的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò),。
之后研究人員還通過對網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步分析,，確定了小分子模塊和miRNA模塊的功能特點(diǎn)，并成功應(yīng)用于候選藥物的篩選以及藥物的重新定位,。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)曲古抑菌素A(TSA)可能具有廣譜抗癌的作用,，同時(shí),，TSA與miR-19a,、miR-19b、miR-23b的關(guān)聯(lián)關(guān)系在所有癌癥中出現(xiàn)的頻率最高,，通過對這三個(gè)miRNA共同的靶基因進(jìn)行通路分析發(fā)現(xiàn),，它們顯著富集在了MAPK信號通路和mTOR信號通路中，這提示我們TSA可能通過調(diào)控這兩個(gè)信號通路發(fā)揮抗癌作用,。
此外,，分析結(jié)果還指出,，2-脫氧-D-葡萄糖(2DOG)具有成為候選抗癌藥物的潛力以及雌二醇可能具有抗炎活性等。這項(xiàng)研究的成果將極大地加快miRNA相關(guān)藥物的研發(fā),，為癌癥的治療提供更加安全,、高效的候選藥物，同時(shí)也將對癌癥患者的個(gè)性化醫(yī)療提供重要的參考和幫助,。
文章的通訊作者是哈爾濱醫(yī)科大學(xué)李霞教授,，第一作者是楊寶峰院士指導(dǎo)的博士后姜偉副教授，這兩個(gè)研究組合作,，共同解析了基于轉(zhuǎn)錄反應(yīng)識別人類癌癥中小分子和miRNA關(guān)聯(lián),。
李霞教授多年來一直從事生物信息學(xué)領(lǐng)域研究，主要研究方向是：基于生物譜的復(fù)雜重大疾病的分子分型與生物標(biāo)志物識別,；生物信息融合分析技術(shù),；分子生物網(wǎng)絡(luò)（SNPs虛擬網(wǎng)絡(luò)、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò),、miRNA-mRNA協(xié)同調(diào)控網(wǎng),、蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)等）重建；miRNA與復(fù)雜疾病調(diào)控機(jī)制研究,；復(fù)雜疾病的風(fēng)險(xiǎn)通路（pathway）識別技術(shù),；基因與蛋白質(zhì)功能研究的生物芯片信息學(xué)分析技術(shù)；高通量藥物分子靶標(biāo)篩選技術(shù),；研發(fā)解析癌癥分子機(jī)制的生物信息學(xué)方法與分析平臺等,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/srep00282
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PMID:
Identification of links between small molecules and miRNAs in human cancers based on transcriptional responses
Wei Jiang; Xiaowen Chen; Mingzhi Liao; Wei Li; Baofeng Lian; Lihong Wang; Fanlin Meng; Xinyi Liu; Xiujie Chen; Yan Jin; Xia Li
The use of small molecules to target miRNAs is a new type of therapy for human diseases, particularly cancers. We proposed a novel high-throughput approach to identify the biological links between small molecules and miRNAs in 23 different cancers and constructed the Small Molecule-MiRNA Network (SMirN) for each cancer to systematically analyze the properties of their associations. In each SMirN, we partitioned small molecules (miRNAs) into modules, in which small molecules (miRNAs) were connected with one miRNA (small molecule). Almost all of the miRNA modules comprised miRNAs that had similar target genes and functions or were members of the same miRNA family. Most of the small molecule modules involved compounds with similar chemical structures, modes of action, or drug interactions. These modules can be used to identify drug candidates and new indications for existing drugs. Therefore, our approach is valuable to drug discovery and cancer therapy.
