小分子药物相关的非编码RNA的识别与功能研究

As the development of genomic technology, non-coding RNAs (ncRNAs) have obtained more and more attentions because they have broad and crucial functions in regulating complex biological processes and involve in many complex diseases. However, the global relationships between ncRNAs and small molecular drugs and the roles of ncRNAs in drug actions have not been well characterized. In this project, we firstly identify drug-response and anti-cancer activity related ncRNAs (including miRNAs and lncRNAs) by using literature mining, RNA-seq analysis and microarray re-annotation towards multiple platforms. Then we will explore biological functions and the regulating roles in drug actions of above drug-related ncRNAs by a novel function annotation method and biological network analysis. Finally, we will construct a bioinformatics analysis platform which will provide broad information of drugs and various functions. This project presents a bioinformatics strategy to identify small molecular drug related ncRNAs and explores their regulated roles in drug actions. It will be very meaningful for exploring functions of ncRNAs and for providing great insights into drug development and mode of action.

近年来，随着基因组学研究的深入，非编码RNA引起人们越来越多的关注。非编码RNA已经被发现参与了人体中广泛的调控过程，而且与多种重大疾病息息相关。然而，关于大规模的非编码RNA与药物领域的相关研究却相对缺乏。本项目提出了首先利用文献挖掘、RNA-seq数据处理、芯片重注释等生物信息学技术整合多种数据源来挖掘生物活性小分子（药物）刺激应答的以及抗癌敏感性相关的非编码RNA（主要包括小RNA-miRNA与长链非编码RNA-lncRNA）；然后以新开发的准确而稳定的非编码RNA功能预测方法为依托，利用生物学网络分析等方法大规模剖析非编码RNA在小分子药物作用过程中的调控角色；最后搭建小分子药物相关的非编码RNA的生物信息学平台的研究策略。本课题提出了利用生物信息学技术挖掘小分子药物相关的非编码RNA并对其进行功能研究的思路，将为探索非编码RNA功能，药物开发与作用机制等研究提供支持。

近年来，随着基因组学研究的深入，非编码RNA引起人们越来越多的关注。非编码RNA已经被发现参与了人体中广泛的调控过程，而且与多种重大疾病息息相关。然而，关于大规模的非编码RNA与药物领域的相关研究却相对缺乏。本项目首先利用文献挖掘、RNA-seq数据处理、芯片重注释等生物信息学技术整合多种数据源来挖掘生物活性小分子（药物）刺激应答的以及抗癌敏感性相关的非编码RNA（主要包括小RNA-miRNA与长链非编码RNA-lncRNA）；利用网络模型深度分析了抗癌小分子药物与长非编码RNA的关系，从该模型中，我们提取出了俩个子网络：药物-药物网络与基因-基因网络。通过对药物-药物网络的分析，我们发现两种具有相同敏感性基因的药物对倾向于具有相同的ATC分类和产生类似的副作用。基于对基因-基因网络的分析，我们发现同一药物的敏感性的基因倾向于聚集在一起，并且参与相同的生物功能模块（途径）。然后开发准确而稳定的非编码RNA功能预测方法，利用生物学网络分析等方法大规模剖析非编码RNA在小分子药物作用过程中的调控角色。本项目开发的LNCmap (http://www.bio-bigdata.com/LNCmap/)网站平台，填补了国内外关于小分子药物刺激下非编码RNA改变的研究的空白。本课题提出的利用生物信息学技术挖掘小分子药物相关的非编码RNA并对其进行功能研究的思路，将为探索非编码RNA功能，药物开发与作用机制等研究提供基础。