发5+的CERNA网络，秒懂！！！！

早上好呀，今天要给大家分享一篇2020年发表在Bone Joint Res杂志上的文献，题目为《An integrated analysis of the competing endogenous RNA network and co-expression network revealed seven hub long non-coding RNAs in osteoarthritis》IF:5.853。

目的

本研究旨在通过对竞争性内源性 RNA (ceRNA) 网络和共表达网络的综合分析，揭示骨关节炎 (OA) 软骨中差异表达的中枢长非编码 RNA (lncRNA)。

方法

从基因表达综合（GEO）数据库（GSE114007）获得人类膝关节软骨的十种OA和十种正常组织的表达谱数据。使用edgeR包鉴定差异表达的mRNA（DEmRNA）和lncRNA（DElncRNA）。我们将人类 miRNA-lncRNA/mRNA 相互作用与 DElncRNA/DEmRNA 表达谱整合以构建 ceRNA 网络。同样，lncRNA 和 mRNA 表达谱用于构建与 WGCNA 包的共表达网络。基于对 ceRNA 网络和共表达网络的综合分析，确定了潜在的中枢 lncRNA。StarBase 和多实验矩阵数据库用于验证 lncRNA。

结果

我们在 OA 和正常膝关节软骨中检测到 1212 个 DEmRNA 和 49 个 DElncRNA。在ceRNA网络中总共获得了75个失调的lncRNA-miRNA相互作用和711个失调的miRNA-mRNA相互作用，包括10个DElncRNA、69个miRNA和72个DEmRNA。同样，1330 个失调的 lncRNA-mRNA 相互作用被用于构建共表达网络，其中包括 10 个 lncRNA 和 407 个 mRNA。我们最终确定了七个中枢 lncRNA，命名为 MIR210HG、HCP5、LINC00313、LINC00654、LINC00839、TBC1D3P1-DHX40P1 和 ISM1-AS1。随后的富集分析阐明，这些 lncRNA 调节细胞外基质组织，并在 OA 的发展过程中富集破骨细胞分化、FoxO 信号通路和肿瘤坏死因子 (TNF) 信号通路。

结论

ceRNA 网络和共表达网络的综合分析确定了七个与 OA 相关的中枢 lncRNA。这些 lncRNA 可能调节 OA 进展中的细胞外基质变化和软骨细胞稳态。

人类膝关节软骨的总 RNA-seq 数据集来自基因表达综合 (GEO) 数据库 ( GSE114007 )。在进行差异表达分析之前，我们进行了主成分分析（PCA）。正常和 OA 关节软骨样本中基因表达的 PCA 图显示样本按表型的聚类（图1）。

图1

在骨关节炎 (OA) 组织和膝关节软骨的正常组织中差异表达的长链非编码 RNA (DElncRNA)（图2）。a) DElncRNA的火山图；b) DElncRNA 的热图；c) 长链非编码 RNA (lncRNA) 分类。

图2

共识别出1212个DEmRNAs(642个上调，570个下调)。图3a描绘了相关DEmRNA的火山图。图3b显示了前50个DEmRNA的热图。

图3

图4a)基于DElncRNAs和DEmRNAs的竞争内源RNA(CeRNA)网络；图4b)基于中枢长非编码RNA(LncRNAs)和重要信使RNA(MRNAs)的子网络。

图4

图5a无标度拟合指数和图5b平均连接性表明选择β=8来建立长的非编码RNA(LncRNA)-信使RNA(mRNA)相互作用。

图5

Hub长非编码RNA(LncRNAs)差异表达靶信使RNA(MRNAs)的功能和途径富集分析。图6a)条形图显示显著丰富的功能；图6b)散点图显示显著丰富的前五条途径。

图6

总之，对CERNA网络和共表达网络的综合分析确定了7个与OA相关的中枢LncRNA。这些lncRNA可能在OA的发生发展过程中调节细胞外基质的变化和软骨细胞的稳态。