近日,哈尔滨医科大学等处的研究人员首次利用生物信息学方法,高通量识别人类癌症中小分子化合物与miRNA间的关联关系,相关成果发表在Nature出版社旗下《科学报告》(Scientific Reports)杂志上。
miRNA是一种单链非编码RNA,参与多种与人类癌症密切相关的生物学过程,如细胞增殖、分化、凋亡等。近年研究发现,miRNA能够被化学小分子靶向,这一发现受到广泛关注。利用小分子化合物靶向miRNA有望成为新型癌症治疗方法。
研究人员基于小分子扰动的基因芯片数据、癌症中的差异表达基因以及miRNA调控的靶基因等信息,在17种人类癌症中构建了小分子和miRNA的关联网络。通过进一步分析,确定了小分子模块和miRNA模块的功能特点,并成功应用于候选药物筛选及药物重新定位。
研究结果发现,曲古抑菌素A(TSA)可能具有广谱抗癌作用。TSA与miR-19a、miR-19b、miR-23b的关联在所有癌症中频率最高。对这三个miRNA共同靶基因的通路分析显示,它们显著富集于MAPK信号通路和mTOR信号通路,提示TSA可能通过调控这两个通路发挥抗癌作用。此外,分析还指出2-脱氧-D-葡萄糖(2DOG)具有成为候选抗癌药物的潜力,雌二醇可能具有抗炎活性等。
该研究将极大加快miRNA相关药物研发,为癌症治疗提供更安全、高效的候选药物,同时也为癌症患者的个性化医疗提供重要参考。
文章的通讯作者是哈尔滨医科大学李霞教授,第一作者是杨宝峰院士指导的博士后姜伟副教授。两个研究组合作,共同解析了基于转录反应识别人类癌症中小分子和miRNA的关联。
李霞教授长期从事生物信息学领域研究,主要方向包括:基于生物谱的复杂重大疾病分子分型与生物标志物识别;生物信息融合分析技术;分子生物网络(SNPs虚拟网络、基因调控网络、miRNA-mRNA协同调控网、蛋白质互作网络等)重建;miRNA与复杂疾病调控机制研究;复杂疾病风险通路识别;基因与蛋白质功能研究的生物芯片信息学分析技术;高通量药物分子靶标筛选技术;研发解析癌症分子机制的生物信息学方法与分析平台等。