結(jié)腸癌（CRC）是全球第三大常見癌癥，在中國發(fā)病率和死亡率不斷增加。對于結(jié)腸癌的發(fā)生，從腺瘤向癌的轉(zhuǎn)變被認(rèn)為是至關(guān)重要的，這之中還包括多種遺傳和遺傳表觀遺傳學(xué)危險因素。近幾年，研究人員發(fā)現(xiàn)高達(dá)90％的CRC病例經(jīng)歷了從腺瘤向癌的轉(zhuǎn)變這一過程。因此，不少人認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)為早期篩查和預(yù)防CRC提供了機(jī)會。
在鄰近的正常組織和腺瘤組織中，作者鑒定出575種差異表達(dá)的circRNA（DEC），243種差異表達(dá)的miRNA（DEM）和3,950種差異表達(dá)的mRNA（DEG）。而在鄰近的正常組織和癌癥組織，僅有 171種DEC，53 種DEM和506種 DEM。（如圖1A-1F）
緊接著，作者通過層次聚類分析探索了各組之間共同表達(dá)的RNA的表達(dá)模式。與鄰近的正常組織相比，大多數(shù)共同表達(dá)的RNA在腺瘤和CRC組織中表現(xiàn)出相似的表達(dá)模式（圖1G-1I）。
為了探索共同表達(dá)的DEG的主要生物學(xué)功能，作者進(jìn)行了GO和KEGG通路富集分析。作者發(fā)現(xiàn)在前30個富集的GO terms和KEGG途徑中（圖2），基因沉默的調(diào)節(jié)，DNA損傷檢查點(diǎn)，細(xì)胞周期，p53信號通路等都與腫瘤發(fā)生有關(guān)。
緊接著，作者通過PPI分析來確定共同表達(dá)的DEG中的重要中樞基因，并生成了具有301個節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)（圖3A）。同時，作者發(fā)現(xiàn)總共有180個基因（例如CASP8，TNS1，CXCL1等）與五個以上的其他基因相互作用。然后作者使用CytoNCA來計算每個節(jié)點(diǎn)的程度，圖3B中顯示了具有前50個基因的子網(wǎng)。
為了構(gòu)建與circRNA相關(guān)的ceRNA網(wǎng)絡(luò)，作者首先對負(fù)調(diào)控的miRNA-mRNA對進(jìn)行了篩選和可視化，接著構(gòu)建了具有24個下調(diào)的miRNA和158個上調(diào)的mRNA的網(wǎng)絡(luò)（圖4A）。不僅如此，作者還生成了另一個具有17個上調(diào)的miRNA和86個下調(diào)的mRNA的網(wǎng)絡(luò)（圖4B）。緊接著，作者又使用starBase預(yù)測了miRNA與circRNA之間的相互作用，并構(gòu)建了一個ceRNA網(wǎng)絡(luò)（圖4C）。
為了驗證該發(fā)現(xiàn)，作者將ceRNA網(wǎng)絡(luò)中的RNA表達(dá)水平與TCGA數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，并通過real-time PCR進(jìn)行驗證。作者發(fā)現(xiàn)六個下調(diào)的mRNA和兩個上調(diào)的miRNA的表達(dá)模式與TCGA數(shù)據(jù)一致（圖5A-5H）。接著，作者又通過real-time PCR在結(jié)腸腺瘤和癌組織中驗證了另外10個差異表達(dá)的RNAs（圖5I和5J），發(fā)現(xiàn)RNA測序和real-time PCR結(jié)果一致。
作者通過real-time PCR驗證了三個circRNA（hsa_circ_0049487，hsa_circ_0066875和hsa_circ_0007444）在ceRNA網(wǎng)絡(luò)中的表達(dá)水平。作者通過文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)ceRNA網(wǎng)絡(luò)中與circRNA相關(guān)的miRNA和mRNA可能在癌癥進(jìn)展中起作用，這一發(fā)現(xiàn)提示了作者上述三種circRNA在癌癥中可能存在潛在的作用。因此，作者采用ROC曲線分析來評估候選circRNA在結(jié)腸腺瘤和CRC中的診斷價值。結(jié)果如圖6A-6B所示。該結(jié)果表明，上述三種circRNA在結(jié)腸腺瘤和癌癥中有著良好的診斷價值，因此可以作為預(yù)測CRC的早期生物標(biāo)志物。
小結(jié)
本文中，作者通過全面的RNA測序獲得了鄰近正常組織，結(jié)腸腺瘤和CRC組織的circRNA，miRNA和mRNA表達(dá)譜，緊接著又通過關(guān)注在結(jié)腸腺瘤和CRC中通常發(fā)生變化的RNA來確定幾種候選物。但是，作者的研究也存在一些缺陷。首先，作者的數(shù)據(jù)基于RNA測序表達(dá)譜，還需要明確cirRNA相關(guān)的ceRNA的潛在功能和機(jī)制。其次，這項研究的臨床樣本數(shù)量有限，需要更大規(guī)模的驗證來驗證這些發(fā)現(xiàn)?？偠灾髡叩陌l(fā)現(xiàn)闡明了從惡變前腺瘤向癌癥轉(zhuǎn)變的機(jī)制，鑒定了與circRNA相關(guān)的特定信號。這可能提供一個新穎的觀點(diǎn)，并可能用于CRC的早期診斷和潛在的治療靶點(diǎn)。
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