【易文献】Scientific Reports: lncRNA芯片数据解析

长链非编码 RNA  (lncRNA，长度为200-1000 kb bp )不具有编码蛋白质的能力，但其在表观遗传、转录及转录后调控等多个层面对基因的表达进行调控，参与细胞的生长、增殖、分化以及凋亡等各种生理活动，并参与多种生物学过程。

越来越多的科研工作者借助于 lncRNA 测序及 lncRNA 芯片来挖掘与疾病发病机制相关的 mRNA 和 lncRNA ，作为后续研究的靶标，以用于 lncRNA biomarker 筛选或者 lncRNA 功能研究。

lncRNA 在动脉粥样硬化的发病机制中发挥着重要的调控作用，如lncRNA-H19 和 lncRNA ANRIL 是动脉粥样硬化、冠心病发病的危险因素； lincRNA-p21 通过介导血管平滑肌细胞的增值和凋亡来参与动脉粥样硬化的发生发展。

长沙医学院鲍美华博士等[1]以 ApoE(−/−) mice模型为研究对象，采用lncRNA 芯片分析与高脂喂养造成的动脉粥样硬化密切相关的 mRNA 和 lncRNA，文章发表在 Scientific Reports（影响因子 5.228）。

这篇文章的研究思路非常清晰，有许多值得借鉴的地方，尤其是芯片数据解析方面，下面小编简单进行解析，希望对大家有所帮助！文章中 lncRNA 芯片实验与分析都由欧易生物完成。

1、ApoE(−/−) mice喂养

给予正常喂养和高脂喂养，喂养8周，发现高脂喂养 ApoE(−/−) mice 的HDL-C、CHOL、HDL、TC 水平显著升高。

2、芯片检测及差异筛选

（1） lncRNA 芯片检测

收集主动脉组织进行 Agilent mouse lncRNA Microarray (4*180K)芯片检测。

（2） lncRNA 差异筛选

对原始数据进行预处理，选择 FC ≥ 2.0 and p-value ≤ 0.05 作为阈值用于差异表达 lncRNA 的筛选，共筛选到354个差异表达 lncRNA，其中168个 lncRNA 上调表达，186个 lncRNA 下调表达。此外，进行了聚类分析。随后，随机选择4个上调（n297428、n297368、FR384764、FR334236）和4个下调（FR375498、n418283、n419646、FR331566）表达的 lncRNA 进行 qPCR 验证，发现芯片结果与 qPCR 结果一致。

（3）mRNA差异筛选

对原始数据进行预处理，选择 FC ≥ 2.0 and p-value ≤ 0.05 作为阈值用于差异表达 mRNA 的筛选，共筛选到357个差异表达 mRNA，其中211个 mRNA 上调表达，146个 mRNA 下调表达。此外，进行了聚类分析。随后，随机选择3个上调（Spp1、TNK1、Lrp1）和1个下调（AKNA）表达的 mRNA 进行 qPCR 验证，发现芯片结果与 qPCR 结果一致。

3、lncRNA功能分析

lncRNA 的功能预测需要借助于与其共表达的 mRNA。采用 Pearson correlation coefficients 来分析 lncRNA-mRNA 共表达，p-value ≤ 0.05 作为阈值。选择 top 500 的 lncRNA co-expressed mRNA 进行功能富集分析（GO和KEGG）。

分析表明：lncRNA 与代谢（tryptophan metabolism, metabolic pathway, ether lipidmetabolism）、免疫（NOD-like receptorsignaling pathway, TNF signaling pathway, Cell adhesion molecules, PPARsignaling pathway）密切相关。

基于超几何分布，选择 200 up-regulated and 200 down-regulatedlncRNA 进行 lncRNA-TFpairs 预测。

在 top 200 lncRNA-TF pairs 中，与动脉粥样硬化相关的IFs（Myod1, Rxra, Pparg, Esr1, Srf, and Runx3）显著调控这些 lncRNA 的表达。

为进一步分析每个 lncRNA 在动脉粥样硬化中所发挥的作用，选择最显著相关的 10 up-regulated and 10down-regulated lncRNA 构建 lncRNA-target mRNA-TFs 互作网络。

其中，Hnf4a 可能调控 FR384764, n297308, FR082156, n297428 的表达；Ppara可能调控 FR251112, FR082156, FR334236, n418309；Vdr 可能调控 n418309, n418283,chr13_98281158_98285757_F, chrX_102568332_102587093_R；Runx3 可能调控 n297308, FR384764, n297428, FR334236 的表达。

参考文献

1. Bao, M., et al., Impact of high fat diet on long non-codingRNAs and messenger RNAs expression in the aortas of ApoE(−/−) mice.Scientific Reports, 2016. 6.