基于DNA甲基化-lncRNAs调控网络系统识别恶性肿瘤风险lncRNAs及其表观遗传调控机制研究

DNA methylation is an important regulatory factor of lncRNAs expression. The alteration of methylation patterns of lncRNAs may affect the biological functions of lncRNAs and further lead to the occurrence and development of a variety of cancers. Systematical identification of human lncRNAs’ methylation patterns and their regulatory mechanism in human cancers is still a challenging subject. In this study, we intends to construct cancer-related lncRNAs-DNA methylation regulatory networks, excavate specific regulatory modules and identify cancer-specific methylation patterns of lncRNAs; develop accurate identification methods of cancer risk lncRNAs regulated by DNA methylation; clarify the regulatory mechanism of DNA methylation for the expression of lncRNAs, explore the pathogenesis of cancers and build efficient and reliable lncRNAs functional annotation platforms. In addition, we intends to experimentally confirm the regulation relationship between key lncRNAs and DNA methylation in lung cancer and prostate cancer. The expected results of this study will provide theoretical and technical supports for the researches of pathogenic mechanism, diagnosis, prevention, and drug development of cancers.

DNA甲基化是一类影响lncRNAs表达的重要调控因子。lncRNAs相关区域甲基化模式的改变可能影响lncRNAs生物学功能的发挥并导致多种恶性肿瘤发生及发展。系统的分析识别癌症相关的人类lncRNAs的DNA甲基化模式及其调控机制仍然是一个富有挑战性的工作。本课题拟通过进行恶性肿瘤lncRNAs-DNA甲基化调控网络的构建与模块挖掘研究并识别恶性肿瘤特异的lncRNAs甲基化模式；开发准确的DNA甲基化调控恶性肿瘤风险lncRNAs的识别方法；阐明DNA甲基化调控lncRNAs表达在恶性肿瘤发生发展中的作用机制、探索肿瘤发病机制以及构建高效可靠的lncRNAs功能注释平台。另外，本课题拟以肺癌、前列腺癌等恶性肿瘤为例，实验证实关键lncRNAs与DNA甲基化之间的调控关系。本研究的预期结果可以为恶性肿瘤致病机理研究和肿瘤诊断、预防以及药物开发等研究提供理论和技术上的支持。

DNA甲基化是一类影响lncRNAs表达的重要调控因子。lncRNAs相关区域甲基化模式的改变可能影响lncRNAs生物学功能的发挥并导致多种恶性肿瘤发生及发展。本课题系统的分析识别癌症相关的人类lncRNAs的DNA甲基化模式及其调控机制并建立了相关的分析及查询平台。在课题支持下开发了一个lncRNAs甲基化模式的分析及计算平台lnc2Meth。在平台中不仅提供了人工挖掘的lncRNA-DNA甲基化调控关系，同时提供了一个在线分析lncRNAs甲基化的计算工具。同时，课题支持研究了一个手工挖掘的关于mi RNAs、SNPs以及人类疾病关系数据库MSDD。我们通过对大量正常人样本RNA-seq数据以及对应样本的SNP数据进行了处理分析，利用最大似然数学模型，整合DNA甲基化模式，解析出lncRNAs与其邻居gene共表达的可能的调控机制。本研究的预期结果可以为恶性肿瘤致病机理研究和肿瘤诊断、预防以及药物开发等研究提供理论和技术上的支持。