心血管疾病风险循环非编码RNA（miRNA/lncRNA）识别及其协同调控风险通路功能分析

Circulating non-coding RNAs (circulating ncRNAs) play critical roles in development and pathogenesis of cardiovascular disease characterized by pathology changes in vascular structure and function. Systematically dissecting molecular pathogenesis of cardiovascular disease, identifying risk circulating ncRNAs and exploring circulating ncRNAs associated synergistic network and risk pathways are new challenging topics. In this project, based on genomic data detected by high-through technology such as next-generation sequencing, we costructing the cardiovascular disease associated expression profiles of circulating ncRNAs (circulating miRNA and lncRNAs). Through integrating multiple genomic datasets (such transcriptome, interactome and functional genome ), we identified risk circulating miRNAs/lncRNAs biomarkers for non-invasive diagnosis in early stage of cardiovascular disease and constructed the circulating miRNA-lncRNAs synergistic network and their regulating risk pathways and key genes from systems biology perspective. Specifically, we establish the comprehensive analysis platform for dissecting the pathogenesis of complex cardiovascular mediated by circulating ncRNA and their coopertively regulated risk pathways, which provide the possibility for dissecting molecular pathogenesis, and identifying early diagnosis and prognosis associated biomarkers of cardiovascular disease in the near future.

循环非编码RNA（circulating ncRNA）在以血管功能与结构病理改变为基础的心血管疾病发生发展中发挥着重要作用,从系统水平研究心血管疾病发病的分子机制,识别心血管疾病的风险循环非编码RNA生物标记, 探讨循环非编码RNA协同调控网络和风险通路是新的具有挑战意义的课题。本课题基于新一代测序等高通量检测技术构建心血管疾病背景下的循环非编码RNA（循环miRNA和循环lncRNA）表达谱，融合多维组学信息（转录组、互作组和功能组等），从系统生物角度识别心血管疾病早期无创诊断风险循环ncRNAs/mRNAs标志物，识别在心血管系统疾病背景下循环miRNA和循环lncRNA协同调控网络及生物学关键通路和关键基因，实现挖掘心血管疾病发生发展过程中关键的循环非编码RNA以及协同调控风险通路的分析平台，为心血管疾病分子机制研究，寻找心血管疾病早期诊断和疾病转归的分子标志提供重要的技术支撑。

本项目按原计划完成。在本项目实施过程中，我们建立与完善循环miRNA、lncRNA 和mRNA 分子谱数据库、心脏组织的lncRNA转录图谱数据库、心血管疾病相关调控子数据库；提出关键的非编码RNA识别系列方法；进行了人类长链非编码RNA竞争三元组网络重建及心血管病调控机制的功能研究；心肌细胞成熟过程中非编码RNA动态CeRNA调控网络构建与功能分析；长链非编码RNA失调网络功能模块的识别；基于mRNAs/miRNAs双重表达谱与通路的拓扑结构识别miRNA介导的代谢子通路；并扩展了我们的工作，我们系统剖析人类疾病中长链非编码RNA和DNA甲基化调控关系，发表在线工具Lnc2Meth (http://www.bio-bigdata.com/Lnc2Meth/)，为人类长非编码RNA和DNA甲基化研究提供了一个全面的数据资源和web工具；同时，开发了LNCat（http://biocc.hrbmu.edu.cn/LNCat/）数据库，我们从多个方面对这些lncRNA注释资源进行了刻画，包括lncRNA的功能、基因组特征、表达和组蛋白修饰等；开发了Subpathway-GMir，提供了一个灵活的平台用于识别miRNAs介导的异常的代谢子通路；进一步通过重注释CMap数据库建立lncRNA、药物和疾病之间的关联关系，构建了LNCmap数据库（http://www.bio-bigdata.com/LNCmap/），并搭建了网络平台，可进行浏览、查询、富集分析、下载等功能。本项目共发表SCI论文34篇，研究论文发表在国外著名生命科学杂志《Nucleic Acids Research》、《Bioinformatics》、《Brief Bioinform》等杂志上。研究成果为指导心血管疾病的分子机理研究以及疾病的精准治疗提供了可靠的理论依据，具有潜在的社会效益和经济价值。