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提供商：研载生物科技

服务名称：股骨头坏死ceRNA分析

股骨头坏死ceRNA分析
1 背景介绍
非编码RNA（ncRNA）的生物学功能已在许多人类疾病中得到广泛研究。在股骨头坏死（Necrosis of Femoral Head，NFH)的相关研究中，已有文献表明lncRNA与miRNA的重要作用，例如非编码基因HOTAIR通过抑制miR-17-5p这一miRNA，在成骨分化和增殖中发挥重要作用[12]。在本研究中，通过结合基因表达谱与miRNA表达谱，我们从ceRNA角度挖掘在NFH样本中起关键作用的lncRNA以及miRNA。
2 数据来源
基因表达谱、miRNA表达谱（GEO数据库）
3 分析流程

4 分析提纲及示例图
（1）GEO公共数据集下载
从GEO数据库下载NFH相关基因表达数据（包含mRNA和lncRNA）以及miRNA表达数据

数据集	样本数	描述
GSE74089(GPL13497)	4NFH + 4Normal	mRNA以及lncRNA
GSE89587(GPL21439)	10NFH + 10Normal	miRNA

（2）数据预处理和基因重注释
数据标准化，消除样本深度的影响；根据GPL13497与GPL21439芯片平台和GENCODE[19]基因注释，分别获得mRNA、lncRNA以及miRNA表达谱。
（3）差异表达分析
对于mRNA/lncRNA/miRNA表达谱，分别使用Limma包[1]进行差异分析。对样本分组NFH vs Normal，获得差异的lncRNA/mRNA/miRNA。选择阈值|logFC|>1且P<0.05（注：阈值可以进行调整）。见示例图1
（4）GO和KEGG富集
使用DAVID数据库[3]对差异mRNA做GO富集分析，使用GSEA[5]做KEGG[20]通路富集分析。见示例图2,3
（5）lncRNA-mRNA共表达网络
将上述得到的差异mRNA和差异lncRNA，通过样本的一一对应，计算每个mRNA与每个lncRNA的pearson相关系数，并进行相关性统计检验和多重校正，获取显著相关的lncRNA-mRNA关系对，构建lncRNA-mRNA共表达网络。见示例图4
（6）miRNA预测
使用starbase[10]对上述lncRNA-mRNA共表达关系对中的lncRNA进行lncRNA-miRNA预测，得到lncRNA-miRNA关系对。对于上述得到的mRNA，我们利用在线工具mirwalk3.0[11]，综合Targetscan、Mirdb、Mirtarbase这3个数据库，进行miRNA-mRNA预测，绘制韦恩图，得到出现在至少两个数据库中的mRNA-miRNA关系对。
（7）ceRNA关系整合及网络构建
在得到的具有共表达关系的lncRNA-mRNA关系对中筛选受到同一个差异表达miRNA调控的lncRNA-mRNA关系，整合得到ceRNA网络，并使用Cytoscape软件[8]可视化网络，挑选关键的lncRNA-miRNA-mRNA。见示例图5
（8）ceRNA网络中关键miRNA功能分析
对于上述ceRNA网络中的核心miRNA，挑选其作用的靶基因，进行GO和KEGG富集分析，发现在ceRNA网络中核心miRNA的潜在功能，或使用GeneCards数据库[12]查询关键靶基因的功能注释。见示例图6
（9）结果示例图

示例图1 差异基因筛选及表达热图

示例图2 GO功能富集

示例图3 KEGG通路富集

示例图4 mRNA-lncRNA共表达网络

示例图5 ceRNA网络

示例图6 miRNA靶基因潜在功能

5类似工作的文献发表
（1）Wei B , Wei W , Zhao B , et al. Long non-coding RNA HOTAIR inhibits miR-17-5p to regulate osteogenic differentiation and proliferation in non-traumatic osteonecrosis of femoral head[J]. Plos One, 2017, 12(2):e0169097.
（2）Qingyu W , Qiwei Y , Gaoyang C , et al. LncRNA expression profiling of BMSCs in osteonecrosis of the femoral head associated with increased adipogenic and decreased osteogenic differentiation[J]. Scientific Reports, 2018, 8(1):9127-.
6项目周期
约10天
7交付文件
Excel表格：（1）基因差异表达；（2）GO功能富集；（3）GSEA通路富集；（4）mRNA-lncRNA共表达网络；（5）miRNA预测结果；（6）ceRNA网络
PDF图片：（1）基因差异表达火山图和聚类热图；（2）GO富集分析点图、聚类树形图；（3）GSEA泡泡图、密度曲线图、基因集富集图；（4）mRNA-lncRNA共表达网络图；（5）miRNA预测筛选韦恩图；（6）ceRNA网络图；（7）关键mRNA的GO功能富集图