基于RNA-seq技术的AD相关lncRNA的识别与功能分析

发布时间：2020-03-23 15:54

【摘要】：阿尔兹海默症(Alzheimer's disease,AD)是一种常见的神经退行性疾病,严重影响患者的正常生活。通常,患者发病后大脑出现萎缩,而内侧颞叶中的海马体萎缩最为严重。目前,阿尔兹海默症发病机理和分子机制尚不清楚,也没有明确报道的治愈手段。长非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)是长度大于200个核苷酸的非编码RNA,研究表明lncRNA在遗传过程中具有多种调控功能。识别海马体组织中lncRNA,解析lncRNA在阿尔兹海默症中表达模式,具有重要的意义。本论文系统研究了海马体组织中表达的lncRNA,识别了未被注释的新lncRNA以及在阿尔兹海默病与正常样本之间差异表达的lncRNA,并通过构建lncRNAmRNA共表达网络注释了一部分新lncRNA的功能,主要包括以下三个方面的内容:(1)识别海马体组织中表达的lncRNA。通过对RNA-seq数据进行从头组装(ab initio assembly)和根据lncRNA定义设置筛选条件,识别了1192个以前未被注释过的新lncRNA;(2)基于阿尔兹海默症和对照组的基因表达谱数据,对海马体组织中识别的lncRNA进行差异表达分析,得到在阿尔兹海默症中显著差异表达的lncRNA。(3)利用17个样本转录组中表达量FPKM≥2的17581个mRNA和lncRNA作为背景集,构建lncRNA-mRNA共表达网络(co-expression network),通过马尔可夫聚类(the Markov Cluster)得到连接紧密的基因共表达模块,找到lncRNA的共表达基因,进而注释lncRNA的分子功能。GO功能注释和KEGG通路富集分析显示,差异表达lncRNA主要富集在先天性免疫、免疫应答、病毒免疫、细胞粘附性等功能通路上。综上,本论文基于阿尔兹海默症患者海马体组织的RNA-seq数据,首先识别得到海马体组织中的1192个新lncRNA,然后对海马体lncRNA进行阿尔兹海默症中的差异表达分析,得到在阿尔兹海默症中显著上调的11个lncRNA和下调的9个lncRNA。最后通过lncRNA-mRNA基因共表达分析,预测了共表达网络中lncRNA潜在的分子功能,注释lncRNA功能。本论文利用海马体RNA-seq数据进行lncRNA的识别和阿尔兹海默症相关lncRNA功能分析,揭示了lncRNA在阿尔兹海默症中潜在的分子机制,具有重要的科学意义。
【图文】：

靶向,机制

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文阿尔兹海默症早期的轻度认知障碍阶段，患者虽未表现出明显的阿征，但内侧颞叶已经发生萎缩，并可能转为阿尔兹海默症。而内侧颞萎缩最为严重[21]，并且逐步扩张到外侧颞叶皮层、顶叶、额叶、后扣。因此，海马体的研究对于阿尔兹海默症的诊断及治疗意义重大。lncRNA 的国内外研究现状着对遗传调控的深入研究，非编码 RNA 被证实具有重要的调控作用的 lncRNA 的基因调控功能也逐渐被科学家所重视。lncRNA 可能的源配对、RNA-DNA 分子杂交、RNA 分子互作和连接蛋白质等，见

路线图,路线图,计算分析,测序技术

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文有的可变调控转录子，还可以计算出每一种转录子的优势度。但是，只有对 Cufflinks软件技术，以及类似的 Scripture 软件和利用 ABySS 软件从头构建的方法进行大规模的测试，才能判断出哪一种方法在哪一种情况下面最为合适、有效。随着测序技术的不断进步，，转录组测序的不断深入使得研究者能从测序结果中发现更多、更可靠的转录本。新一代测序技术已经彻底改变了基因组的研究方法，测序结果的质量也在不断提高，得到的信息量也在爆炸式增长，不过还需要更加先进的方法来区分低表达量的功能性转录本和背景噪声。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R749.16

【参考文献】