一网打尽 - 外泌体miRNA研究策略、经典案例、数据库-2019.12.17
如果miRNA神器只能推荐一个,就是这个了!

如果miRNA神器只能推荐一个,就是这个了!今天我们介绍一个数据库,这个数据库真的是研究miRNA同学的福音,我们以前介绍过很多有用的数据库,包括比较强大的mirwalk (如何从信号通路、疾病查询microRNA和靶基因?)。
但是,在这么多工具中,只有今天说的这个工具是小张个人五星推荐的,说实话,小张一开始是舍不得分享给大家的。
好了,不掉大家胃口了,这个工具强大到什么程度,大家看了就知道了。
这个数据库就是DIANA Tools:/DianaTools/index.php?r=site/page&view=software大家先看看这个网站能干什么:•miRNA与靶基因;•miRNA与信号通路;•miRNA与lncRNA;•自动分析数据;•直接根据序列(新miRNA)预测靶基因;•miRNA发表相关文章;•miRNA启动子和调控因子;•分析测序数据中miRNA和转录因子的关系是不是我们想要的功能基本都有了!而且,每个工具使用起来炒鸡简单!今天举几个例子先看看,下次我们接着介绍这个数据库。
1. microT-CDS,预测microRNA靶基因。
我们知道预测microRNA靶基因的网站太多了,像Pictar,Miranda,Targetscan等等。
但是,大家看我用mir-125在这个网站做的预测过程:第一步输入:hsa-mir-125第二步:选择hsa--miR-125b-5p然后点击箭头就好了:不仅有miRNA与靶基因的结合位置,还有物种保守性,甚至连pubmed上有没有相关文章都能自动检索,下面的检索词是自动检索的:2. LncBase v.2,根据miRNA预测lncRNA。
这个功能我们介绍过Starbase(这么强大的网站,居然还不会用?)。
进入数据库看到下面的界面:下面我们用hsa-mir-206举例,进入数据库后看到实验和预测:物种包括人、小鼠、大鼠等多个,搜索lncRNA的时候直接输lncRNA ID,也可以根据位置搜索,还能与实验模式转换。
外泌体microRNA的生物学特征及在肝纤维化发生发展中的作用 张诗琬

body. Exosomes have the structure of lipid bilayer membranes to protect the structure and function stability of their contents and they carry a
Байду номын сангаас
分泌释放的微型小囊泡,内含miRNA、mRNA 等信号物质,外泌 在CCL20 等趋化作用下黏附在附近的HSC 或肝细胞膜上,促
体作为信号物质的载体,可通过配受体结合或细胞间直接接触 进同一细胞或不同细胞间信息传导,其研究发现,肝组织发生
发生吞噬或融合作用,将mRNA、miRNA 等信号物质传递出去, 纤维化时,促纤维化的结缔组织生长因子(CCN2)水平高表达,
物质传输、信息传导与交互来参与对靶细胞的各种生理与病理 有外泌体miRNA 等的表达与存在。细胞分泌的外泌体膜性囊
活动[1]。外泌体miRNA 作为细胞间信号传导的桥梁之一,研 泡内含 、 mRNA miRNA 等生物活性分子,人体外周血中miRNA
究表明,其对细胞外基质的形成与降解发挥了关键性的调节 的主要信号分子来源就是外泌体[5],外泌体通过将其内的
被靶细胞吸收是多囊泡体在细胞内的去向之一。另外,胞内多 的调节作用,能诱导HSC 的活化、增殖来促进肝纤维化的发生。
囊泡体与溶酶体融合后的酸性水解酶可降解多囊泡体内的 Seo 等[15]研究发现,受损伤肝细胞可释放众多外泌体所有
肿瘤相关miRNA综合性分析数据库

肿瘤相关miRNA综合性分析数据库对于 miRNA 的数据库而言,之前我们介绍的 miRNA 的数据库主要还是集中在 miRNA 靶基因预测方面的。
1. [[miRactDB-肿瘤当中miRNA靶点预测数据库]]2. [[miRNANet-综合性miRNA靶基因预测数据库]]3. [[miRWalk-miRNA靶基因预测数据库]]4. [[starbase-ncRNA相互作用基因预测数据库]]5. [[miEAA-miRNA功能预测数据库]]6. [[4miRs-航母级miRNA数据库查找]]对于其在肿瘤当中的分析的数据库基本上没有介绍的。
今天就给大家介绍一个对肿瘤相关的miRNA 表达谱分析的数据库CancerMiRNome (/CancerMIRNome/#tab-1929-4)背景数据集在这个数据库当中,作者纳入了TCGA 数据库当中的miRNA测序的数据。
同时由于 miRNA也是可以用于疾病的诊断的。
所以作者就在其他的公共测序储存数据库当中寻找了以血清学为标本类型的miRNA 测序数据。
期望也可以寻找作为标志物的 miRNA。
数据库使用数据库方面的使用的话。
就是选择想要分析的 miRNA 即可。
结果呈现的话,包括了:TCGA 泛癌分析、靶基因预测、功能富集以及循环标志物分析另外对于血清 miRNA 表达数据。
还可以进行类似 LASSO 的分析来进行诊断标志物选择。
以上就是这个数据的主要功能了。
同时这个数据库提供了数据下载的功能。
但是需要注意的是,在这个数据库里面下载的数据是R 语言特定的数据。
只能通过 R 语言加载。
骨科外泌体研究套路:破骨细胞对成骨细胞的影响

骨科外泌体研究套路:破骨细胞对成骨细胞的影响作者:酸菜(转载请注:解螺旋·医生科研助手)经过了几个月的闭关,全新升级版的文献精读班在今春又开班啦。
本课程涵盖多个医学生物领域,通过文献精讲传授课题选择、设计方案、开展课题的套路和实用精华技巧,学以致用,帮助大家发表高质量的文章。
今天分享的是上周六酸菜主讲的“开箱课程”核心内容。
讲述了破骨细胞外泌体中miRNA对于成骨细胞的影响。
如果大家想报名文献精读春季班的话,可以直接点击底部的“阅读原文”。
这篇Cell Discovery上的骨科文章,Cell Discovery是2014年自然出版集团(NPG)与中科院上海生命科学研究院合作的新期刊,今年影响因子估计在7、8分左右。
首先来看下今天的文章题目:其中有四个关键字:成骨细胞、破骨细胞、外泌体、miRNA,四部分连起来这篇文章也就是研究源自破骨细胞的外泌体中miRNA能够抑制成骨细胞的活性,来看看具体是怎么做的。
一、实验假说科学研究第一步就是提出假说,然后再开始证明,这也是核心的科学思想。
本文的假说如下图所示:这里面有三个核心内容,支撑起这篇文章:1、从破骨细胞来源外泌体能够被成骨细胞摄取并影响其成骨功能——阐释模型2、进一步研究发现,在破骨细胞外泌体高表达miR-214,能够负调节ATF4,抑制成骨效应——提出分子3、破骨细胞外泌体依赖于ephrinA2- EphA2信号途径影响下游效应——解释机制研究的逻辑链就是:二、结果解读本文用七张大图来呈现研究的数据,可以分为四部分:1、Fig1交代了分子的来源,并进行了对miRNA的筛选,选择了此次研究的对象miR-214;2、Fig2-Fig4是通过了离体实验验证了外泌体以及ephrinA2-EphA2信号的生物学功能;3、Fig5-Fig7是在动物模型中对外泌体miR-214做了功能鉴定,尤其是Fig7是对于治疗策略进一步深入的研究。
Fig1作者是要鉴定破骨细胞来源外泌体及miRNA,那首先就要做一个破骨细胞的模型。
国自然热点中标项目分析(外泌体)

【2020年国自然热点——外泌体】1.2019年国自然中标案例①项目名称:脂肪间充质干细胞源性外泌体经let-7/TSP-1/TGF-β1轴调控口腔黏膜下纤维化水平的作用机制研究(国青项目,华中科技大学,19万元)关键词:外泌体;脂肪间充质干细胞;let-7;口腔黏膜下纤维化②项目名称:血浆外泌体lncRNA-IGFBP4-1调控糖酵解在肺腺癌发生、预后中的作用和机制研究(国青项目,广州医科大学,20万元)关键词:血浆外泌体;lncRNA-IGFBP4-1;糖酵解;肺腺癌③项目名称:PEG/聚酯热致水凝胶负载外泌体缓释miRNA靶向抑制TNF-α预防人工关节松动的效果和机制研究(面上项目,上海交通大学,55万元)关键词:外泌体;PEG/聚酯热致水凝胶;miRNA;人工关节松动④项目名称:基于外泌体miR-210介导的HIF-1/VEGF/Notch信号通路探讨电针促进脑缺血后血管新生的机制研究(面上项目,南京中医药大学,55万元)关键词:外泌体;miR-210;Notch信号通路;脑缺血后血管新生⑤项目名称:眼眶成纤维细胞来源的外泌体调控CD44可变剪接介导的HA-SMAD2/3通路在TAO纤维化中的作用及机制研究(面上项目,复旦大学,55万元)TAO纤维化关键词:外泌体;眼眶成纤维细胞;CD44;可变剪接;TAO纤维化⑥项目名称:软骨细胞介导外泌体调节软骨下骨祖细胞Wnt/β-catenin pathway在骨关节炎中的作用及其机制研究(面上项目,中国人民解放军第二军医大学,55万元)关键词:外泌体;软骨细胞;软骨下骨祖细胞;骨关节炎⑦项目名称:外泌体传递lncRNA-TC0101441诱导巨噬细胞M2型极化促进子宫内膜异位症进展的机制研究(面上项目,复旦大学,55万元)关键词:外泌体;lncRNA-TC0101441;巨噬细胞M2型极化;子宫内膜异位症⑧项目名称:低氧下胰腺癌细胞外泌体来源的LncRNA-LUCAT1调控巨噬细胞M2型极化促进肿瘤转移的机制研究(面上项目,上海交通大学,55万元)关键词:低氧外泌体;LncRNA-LUCAT1;巨噬细胞M2型极化;;胰腺癌转移⑨项目名称:年轻BMC-Sca-1+源性外泌体调控小胶质细胞极化在衰老视网膜高眼压损伤修复中的机制研究(面上项目,哈尔滨医科大学,55万元)关键词:BMC-Sca-1+源性外泌体;小胶质细胞极化;衰老视网膜高眼压损伤修复⑩项目名称:血浆外泌体circRNA-RPL15在慢性淋巴细胞白血病中的作用及机制研究(面上项目,南京医科大学,55万元)关键词:血浆外泌体;circRNA-RPL15;慢性淋巴细胞白血病2.外泌体高分文献①Drug-Induced Senescent Multiple Myeloma Cells Elicit NK Cell Proliferation by Direct or Exosome-Mediated IL15-Presentation.(Cancer Immunol Res2018)(PMID:29691234)②Exosomal miR-9inhibits angiogenesis by targeting MDK and regulating PDK/AKT pathway in nasopharyngeal carcinoma.(J.Exp.Clin. Cancer Res.2018)(PMID:30001734)③PD-L1(B7-H1)Competes with the RNA Exosome to Regulate the DNA Damage Response and Can Be Targeted to Sensitize to Radiation or Chemotherapy.(Mol.Cell2019)(PMID:31053471)④CD103-positive CSC exosome promotes EMT of clear cell renal cell carcinoma:role of remote MiR-19b-3p.(Mol.Cancer2019)(PMID:30975145)⑤Exosome-transmitted miR-128-3p increase chemosensitivity of oxaliplatin-resistant colorectal cancer.(Mol.Cancer2019)(PMID:30890168)⑥APC-activated long noncoding RNA inhibits colorectal carcinoma pathogenesis through reduction of exosome production.(J.Clin. Invest.2019)(PMID:30511962)⑦Exosomal microRNA-21derived from bronchial epithelial cells is involved in aberrant epithelium-fibroblast cross-talk in COPD induced by cigarette smoking.(Theranostics2018)(PMID:30555555)⑧Carcinoma-associated fibroblasts promote the stemness and chemoresistance of colorectal cancer by transferring exosomal lncRNA H19.(Theranostics2018)(PMID:30083271)⑨Exosomal long noncoding RNA HOTTIP as potential novel diagnostic and prognostic biomarker test for gastric cancer.(Mol.Cancer2018)(PMID:29486794)⑩Cancer-cell-secreted exosomal miR-105promotes tumour growth through the MYC-dependent metabolic reprogramming of stromal cells.(Nat.Cell Biol.2018)(PMID:29662176)3.外泌体技术路线图《肿瘤相关成纤维细胞外泌体携带lncRNA XX招募甲基化酶下调miR-XX的表达进而促进XX癌转移的机制研究》。
肿瘤组织中miRNA表达谱的研究及其临床意义

肿瘤组织中miRNA表达谱的研究及其临床意义miRNA作为一种非编码RNA,在基因表达调节、细胞生长、分化、凋亡等方面发挥了重要的作用。
与基因的突变、表达失调、病毒感染等因素相关,miRNA在肿瘤发生、发展和转移中的重要地位也在逐渐被科学家予以重视。
这篇文章将重点讨论肿瘤组织中miRNA表达谱的研究及其临床意义。
一、肿瘤组织中miRNA表达谱的特点miRNA的表达谱在正常组织和癌组织中存在显著差异,其中在肿瘤组织中miRNA表达谱的变化是非常明显的。
研究表明,在肿瘤中,有一些与肿瘤的诊断、分型、预后有关、参与肿瘤发生发展的miRNA表达谱会发生改变。
例如,miR-155、miR-21、let-7、miR-34、miR-200等miRNA的异常表达在许多肿瘤中都有报道。
除此之外,miRNA在肿瘤中表达的定位也比较独特。
他们可以表达在细胞浆、细胞核、细胞外等位置。
因此,在肿瘤组织中,miRNA可能会在多个环节上参与调控肿瘤细胞的生长和分化。
二、miRNA在肿瘤诊断中的应用miRNA在肿瘤诊断中的应用一直是一个热门的研究领域。
由于miRNA在肿瘤组织中有特异性表达和稳定性,可以通过体液(如血液、尿液、组织渗出液等)中的miRNA进行非侵入性肿瘤诊断。
但是,临床表现不明显的早期肿瘤的检测中,miRNA 诊断的灵敏度和特异性并不高,因此需要与其他诊断手段结合使用。
现在已有很多研究表明,特定miRNA的组合可以作为某些肿瘤的生物标志物,辅助肿瘤的早期筛查及诊断。
例如,在前列腺癌中,miR-141 的体液检测可以帮助早期检测并诊断患者。
在肝细胞癌的分子诊断中,miR-122、miR-21、miR-224等miRNA标志物的检测也可以帮助预测肿瘤的侵袭性和预后等。
三、miRNA在肿瘤治疗中的应用除了作为肿瘤诊断的生物标志物,miRNA在肿瘤治疗中的应用逐渐得到了重视。
miRNA的特异性与细胞增殖、转移、细胞凋亡、血管生成等肿瘤病理生理过程的密切关联,使其成为肿瘤治疗的潜在靶点。
miRNA常用网站

miRNA研究中常用的软件和数据库资源以下是常用的microRNA靶标数据库和软件资源列表,希望对microRNA的研究者有所帮助。
(1) miRbase:众所周知的microRNA基因注释数据库。
目前miRBase只提供了microRNA的靶标的预测软件的链接(如:PicTar)。
网址:/index.shtml(2) starBase:一个高通量实验数据CLIP-Seq(或称为HITS-CLIP)和mRNA降解组测序数据支持的microRNA靶标数据库,整合和构建多个流行的靶标预测软件的交集和调控关系。
网址:/(3) Tarbase:一个收集已被实验验证的microRNA靶标数据库。
网址:http://microrna.gr/tarbase/(4) miRecords:一个整合的microRNA靶标数据库。
整合多个靶标预测软件的调控关系。
网址:/(5) targetScan: 基于靶mRNA序列的进化保守等特征搜寻动物的microRNA靶基因。
是预测microRNA靶标假阳性率较低的软件。
而且是microRNA领域大牛Bartel实验室开发的。
网址/(6) PicTar:基于microRNA或microRNA靶标联合作用等特征开发的搜寻动物的microRNA靶基因的软件,假阳性率也较低。
是microRNA领域大牛Rajewsky实验室开发的。
该文章位列miRNA相关文章引用Top5。
网址:http://pictar.mdc-berlin.de/(7) PITA:基于靶位点的可接性(target-site accessibility)和自由能预测microRNA的靶标。
是著名的生物信息学家Segal实验室开发的。
网址:http://genie.weizmann.ac.il/pubs/mir07/mir07_data.html(8) RNA22:基于序列特征预测microRNA的结合位点。
是几个流行的microRNA靶标预测软件的其中一个。
microRNA研究PPT课件

New role of miRNAs as tumor suppressors (He et al. 2007; Mayr et al. 2007) and tumor invasion and metastasis (Ma et al. 2008)
~1,000 (Landgraf et al. 2007, Tuschl Lab) >25,000 (Miranda et al. 2006, IBM Bioinformatics Group)
-
28
7
What’s new about miRNA research in recent days?
MicroRNA publications increased very rapidly How many miRNAs are there in human? What regulates miRNAs ? (He et al. 2007; Diederichs & Harber 2007;Ruby
Dr. Victor Ambros
1993
2000
2001 2002 2003
-
2004 2005 2006
2007
11
1993
2000
2001 2002 2003
-
2004 2005 2006
2007
12
1993
2000
2001 2002 2003
-
2004 2005 2006
2007
13
2001年 命名为microRNA
MicroRNAs regulate stem cell self-renewal and differentiation
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一网打尽| 外泌体miRNA研究策略、经典案例、数据库
2013年,美国、德国3位科学家凭借他们所发现的细胞囊泡运输的调节机制,荣获2013年
诺贝尔生理学或医学奖。细胞分泌的外泌体通过携带生物分子(蛋白质、miRNAs、DNA 和
非编码 RNAs)在细胞囊泡运输中发挥不可或缺的作用。外泌体在肿瘤等疾病的基础研究、
转化应用和诊断治疗中呈现巨大潜力,许多外泌体miRNA作为肿瘤标志物陆续被发现,研
究热度、paper数量皆是蹭蹭上涨。在国自然项目中,外泌体的中标项目及资助金额也是持
续飙升,可谓是当之无愧的“国自然宠儿”。
这时候您可能会说“我的研究用不上外泌体”,又或者说“我的课题与外泌体无关”。然而
事实并非如此,外泌体并不是一个终极分子或终极蛋白,它的真实身份是一个单位,一种细
胞与细胞的沟通形式。因此,几乎所有生物医药研究领域,从外泌体的角度进行挖掘将是一
个全新的视野!本文将以外泌体miRNA研究为例,包括其研究策略、经典案例、多种数据
库向科研君们一一阐述,助您获得新思路。
研究策略
策略一:生物标志物
外泌体存在于各种体液(如血液和尿液)中,外泌体中的生物标志物具有检测方便、伤害小
的特点。外泌体miRNA作为生物标志的研究有很多,课题设计思路主要如下
寻找生物表型、选择样本
收集外泌体,提取总RNA或 miRNA
高通量测序筛选具有差异表达的 miRNA
用qPCR等方法验证筛选
结合临床鉴定结果(用这些 miRNA判断未知样本的状态,再与临床或生理鉴定结果比对,
确定与临床结果相符度高的 miRNA)
以上是外泌体miRNA的简单研究思路,即发现不同样本中有差异的miRNA,再用此 miRNA
去判断未知样本的状态,验证其作为标志物的成功率。这种课题设计比较简单,属于短平快
类的课题。Paper影响因子可能不高,但如果样本量充足、逻辑严密、再带些下游功能实验
的话,也可发不错的期刊。
注意点:研究的miRNA是在外泌体中,而非其他囊泡。
案例1
外泌体 miRNAs 参与肺癌细胞的增殖、迁移、血管生成和上皮-间质转化,因此促进肿瘤生
长、转移和侵袭。
The roles of exosomal miRNAs and lncRNAs in lung diseases.Signal Transduction and Targeted
Therapy.
案例2
外泌体的生物发生、组成和在结直肠癌中 TME 修饰的主要作用。外泌体中 miRNA 的差异
表达也可以作为结直肠癌诊断和监测的生物标志物。
Exosomal miRNA: Small Molecules, Big Impact inColorectal Cancer.J Oncol.
策略二:外泌体中 miRNA功能探究
这类的课题设计更深入的探讨外泌体中 miRNA的功能,而并非仅限于标志物。课题设计一
般包括:
寻找生物表型、选择样本
收集外泌体,提取总RNA或 miRNA)
高通量测序筛选具有差异表达的 miRNA
用qPCR等方法验证筛选
确定接收(确定这些 miRNA可以被靶细胞接收)
靶细胞验证(在靶细胞中,完成 miRNA的下游靶点相关实验,证明这种对 miRNA的调控
具有何种生物学作用)
这个课题设计虽然只有后两步与生物标志物不同,但是后两步属于功能实验部分,是文章的
重头戏。作者需要用大量实验数据证明差异 miRNA被靶细胞接收的机制,是通过哪些靶点?
何种方式?哪个通路引发了下游怎样的反应导致了两种表型的不同?如果作者再适当地加
入体内实验(动物实验),文章会更有说服力,发表的影响因子也会更高。
注意点:
1. 研究的miRNA是在外泌体中,而非其他囊泡;
2. 在功能与靶点研究时,硏究对象是靶细胞而不是原位细胞。
案例
肿瘤分泌的细胞外囊泡(EVs)是肿瘤细胞与基质细胞在局部和远处徹环境中进行细胞间通讯
的关键介质。因此,EVs在原发性肿瘤的生长和转移过程中都起着重要的作用。EVs协调了
多种系統性病理生理过程,如凝血、血管漏和间质受体细胞的重新编程,以支持转移前微环
境形成和随后的转移。在临床上,EVs可能是癌症进展的生物标志物和新的治疗靶点,特別
是用于预测和预防未来的转移发展验证某 miRNA可以通过外泌体传递某种功能。
Extracellular vesicles in cancer: cell-to-cell mediators of metastasis. Cancer Cell.
策略三:功能性miRNA对远端细胞或组织作用机制研究
研究者从 miRNA入手,确定某个组织或细胞中含有功能的 miRNA,它能否通过外泌体分泌
到其他远端细胞或组织中发挥功能。这类研究只是课题的切入点不同,实验方法与功能研究
类似,此处不再细说。
注意点:
1. 研究的miRNA是在外泌体中,而非其他囊泡;
2. 硏究的是miRNA对远端细胞的作用而不是本细胞。
数据库
外泌体miRNA研究分析内容包括:正常细胞外泌体与病变细胞外泌体、外泌体与分泌细胞、
外泌体与受体细胞、正常细胞外泌体与病变细胞外泌体、miRNA表达聚类分析、外显子/内
含子注释、病变细胞外泌体与正常细胞的miRNA表达差异分析等。高级分析内容包括:miRNA
靶基因预测、miRNA碱基编辑分析、miRNA调控网络构建等。
由于外泌体miRNA的研究中包含的miRNA数量较多、功能协同,因此学会善用数据库和调
控网络分析更容易获得外泌体miRNA的生物学功能及靶基因信息。下面,小编将为大家详
细介绍多个外泌体miRNA数据库,快拿小本本记下来~
1.exoRBase (http://www.exoRBase.org)
收集和描述人类血液外泌体中长链RNA,包括circRNA、lncRNA和mRNA。
2.Vesiclepedia( http://www.microvesicles.org/)
汇总了不同囊泡研究中发现的蛋白、mRNA、miRNA、脂类等信息
3.ExRNA(http://exrna-atlas.org/)
包括来自人和小鼠生物液的小RNA测序和RT-qPCR衍生的exRNA图谱。
4.EVpedia(http://student4.postech.ac.kr/evpedia2_xe/xe/)
一个完整而全面的蛋白质组、转录组和脂肪体数据库,其来源于古菌、细菌和真核生物,包
括人类
5.Exocarta(http://www.exocarta.org)
外泌体蛋白质,RNA和脂质数据库
6.Urinary Exosome Protein Database
(https://hpcwebapps.cit.nih.gov/ESBL/Database/Exosome/)
尿液外泌体蛋白数据库
7.exRNA Atlas-外泌体RNA的数据库(http://exrna-atlas.org)
金开瑞外泌体服务
武汉金开瑞生物工程有限公司位于武汉国家生物产业基地,是一家专业致力于为全球制药企
业、诊断试剂企业、科研试剂研发企业、高校和科研院所以及大型医院提供蛋白及相关研究
技术服务的高新技术企业。
可提供服务:1.外泌体研究整体方案设计;2.外泌体提取/粒径测量/电镜检测;3.外泌体蛋白
组/转录组。
技术流程
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