增強子是真核生物中關鍵的順式作用基因調控元件，能有效地促進基因表達。它們可以通過作為轉錄因子和輔助因子的結合平臺來維持轉錄的精確控制。超級增強子是由一簇典型增強子串聯(lián)組成的具有更強轉錄調控能力的順式元件。而全基因組分析發(fā)現(xiàn)增強子和超級增強子可以普遍進行轉錄，產(chǎn)生eRNA和SE-lncRNA。它們都具有組織表達特異性，而且在影響增強子活性和其他不同機制來調控著基因表達。

這兩年eRNA和SE-lncRNA的轉錄調控作用越來越受到關注，而其在不同生理或疾病狀態(tài)下調控作用和機制研究開展的還比較少。我們來通過這篇文章的工作了解下在前列腺癌中，利用非編碼RNA芯片和生物信息學手段（上海生物芯片有限公司完成ceRNA芯片實驗和生物信息分析工作，并作為第一作者和共同通訊作者），怎樣篩選前列腺癌特異eRNA和SE-lncRNA，并預測它們潛在轉錄調控機制和臨床應用方向吧。

前列腺癌(Prostate cancer ，PCA)是世界范圍內男性最常見的癌癥之一。目前前列腺癌特異性表達的eRNA和SE-lncRNA還沒有被廣泛篩選，其作用機制也亟待研究，這有助于闡明前列腺癌發(fā)生、發(fā)展的分子機制。文章首先利用 SBC ceRNA芯片對三對前列腺癌與癌旁樣本進行了eRNA、 SE-lncRNA和mRNA表達譜分析，鑒定得到差異表達的681個eRNA和292個SE-lncRNA。并對不同實驗下鑒定的活性增強子轉錄eRNA進行了分析，發(fā)現(xiàn)不同實驗鑒定的活性增強子轉錄eRNA整體表達沒有差異，但STARR-seq鑒定的開放與關閉增強子轉錄eRNA 的整體表達有明顯差異。而SE-lncRNAs的整體表達略高于eRNAs。

圖2:(a) STARR-seq在LNCap細胞系鑒定的開放與關閉增強子區(qū)eRNA表達值箱線圖；(b)SE-lncRNA與eRNA表達值箱線圖

接下來對芯片結果進行了驗證，首先利用TCGA數(shù)據(jù)庫中前列腺癌數(shù)據(jù)對結果進行驗證，又利用實時熒光定量PCR的方法對已知前列腺癌相關基因和差異表達eRNA進行驗證，均與芯片結果吻合。

那么這些eRNA和SE-lncRNA有哪些生物學功能呢？從幾百個eRNA和SE-lncRNA如何著手展開研究呢？千萬別忘記生物信息學手段哦。目前的研究發(fā)現(xiàn)eRNA主要起到順式調控作用，那么首先預測eRNA的順式潛在靶基因，eRNA靶基因富集分析發(fā)現(xiàn)主要參與通路都與腫瘤相關，GO功能主要富集到炎癥、細胞黏附、凋亡等，還發(fā)現(xiàn)這其中有17個靶基因為已知的前列腺癌相關基因。

eRNA可能參與增強子-啟動子環(huán)維持或招募特定轉錄因子，那么可以通過預測eRNA相關增強子、靶基因啟動子的轉錄因子結合， eRNA相關增強子與eRNA靶基因啟動子如果具有相同的轉錄因子結合，并且實驗數(shù)據(jù)證明增強子和啟動子具有DNA交互，即認為此eRNA參與了其相關增強子與靶基因啟動子環(huán)維持或參與招募此轉錄因子。共挖掘到34個enhancer(eRNA)-轉錄因子-靶基因關系對，并對此建立eRNA參與的轉錄調控網(wǎng)絡。又利用CTCF CHIP-seq數(shù)據(jù)與enhancer(eRNA)- 轉錄因子-靶基因關系對整合，預測出部分CTCF介導的調控機制。本文通過一系列數(shù)據(jù)挖掘為eRNA和SE-lncRNA在前列腺癌分子機制中的作用奠定基礎并預測出潛在調控方向，同時也為發(fā)展前列腺癌的醫(yī)療和治療提供了一個新的視角。

圖3:(a)差異表達eRNA與其靶基因熱圖

圖4:eRNA參與的增強子-轉錄因子-靶基因調控網(wǎng)絡

責任編輯：xj

原文標題：SBC ceRNA芯片應用：eRNA與Super Enhancer RNA在轉錄調控中扮演的角色

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