circRNA高通量测序

circRNA 是通过特殊的选择性剪切产生封闭环状结构的非编码RNA。 circRNA不受RNA外切酶的影响，比线性RNA表达更稳定。研究表明，某些特殊的 circRNA 分子富含 miRNA结合位点，在细胞中起到miRNA sponges的作用，进而解除 miRNA 对其靶基因的抑制作用。ciRS-7(CDR1a)包含 63 个保守的 miR-7结合位点，该 circRNA 在细胞中能够有效吸附miR-7。而miR-7 作为关键调节因子广泛参与癌症途径，如抑制在乳腺癌、胶质瘤等癌症中表达显著上调的Pak1的表达；miR-7 也能通过结合α-synuclein抑制其表达。这些研究暗示ciRS-7 通过ceRNA 机制调节miR-7的功能，是神经系统疾病和癌症治疗的潜在靶点。
                    

图1 cirRNA转录过程

图2 ciRs-7作用机制

目前对circular RNA的研究还不多，特别是对这类RNA的生物学功能研究还有待挖掘。 通过高通量测序技术寻找反向剪接的reads，即back-splicing reads，可以检测样本中circRNA表达及其发现样本中新的circRNA。

一、实验流程

                      图3 cirRNA测序实验流程

二、数据分析

1、基础分析

         测序数据评估及预处理

         基因组比对

         circRNA预测

         circRNA注释

         circRNA表达定量

         circRNA差异表达分析

2、高级分析

         circRNA关联基因的GO富集分析

         circRNA关联基因的KEGG富集分析

         circRNA-miRNA靶向预测

         circRNA-miRNA-mRNA ceRNA分析

三、研究案例

1、以结肠癌，卵巢癌，特发性肺纤维化及正常的人组织为例探讨circular RNAs的富集与增殖的相关性

背景：最新研究表明，circular RNAs大量存在，是构成生物体RNA网络的一部分，而且研究者们推测circular RNAs与miRNAs一样具有生物学功能。

目的：利用Illumina测序平台对细胞增殖速度不同的样品（正常组织和细胞，不同肿瘤组织和细胞，非肿瘤疾病组织和细胞）的circular RNAs进行分析，探究circular RNAs的富集与细胞增殖的相关性。

结果：首次发现circular RNAs在组织和细胞的富集程度与细胞增殖速度呈现负相关关系，即肿瘤组织和细胞中circular RNAs表达量显著低于正常组织和细胞。

原文索引：

Bachmayr-Heyda, A. et al. (2015). Correlation of circular RNA abundance with proliferation--exemplified with colorectal and ovarian cancer, idiopathic lung fibrosis, and normal human tissues. Sci Rep 5, 8057.

图2：不同组织中circular RNAs与linear RNAs 的比例