肝癌是中国最常见的4种癌症(肺癌、胃癌、肝癌和食管癌)之一，病死率位居第三[1]。由于肝癌早期诊断困难，疾病进展快，靶向治疗药物匮乏，所以肝癌患者的生存率极低[2]。目前，手术切除、放疗、化疗及肝移植是肝癌患者的主要治疗方式，但这些治疗方法有其自身局限性和癌症复发风险，如何科学有效地治疗肝癌仍然是我国医学界面临的巨大挑战。为降低肝癌的发病率和病死率，延长患者生存期，发现肝癌诊断及伴随诊断相关生物学标志物，并探索其发病机制是关键。随着精准医疗时代的到来，人们逐渐认识到许多非编码基因与肿瘤的发生、发展密切相关，长链非编码RNA(lncRNA)更是成为研究热点。lncRNA是一类大于200 nt的非编码RNA分子，其在调节染色质动力学、基因表达、生长、分化和发育中起关键作用，大量lncRNA被发现及其在各类肿瘤中的广泛表达模式、肿瘤特异性及其在循环体液中的稳定性为开发诊断和治疗奠定了基础[3]。研究表明lncRNA可作为肝细胞癌(HCC)诊断的潜在生物学标志物、治疗靶点及预后生物标志物[4-7]。牛磺酸上调基因1(TUG1)位于22q12.2上，长7.1 kb，属于lncRNA[8]。TUG1在不同类型的癌症(包括B细胞恶性肿瘤、食管鳞状细胞癌、膀胱癌、HCC和骨肉瘤)中表达异常增高[9]，与肿瘤的发生、发展密切相关，可作为诊断、治疗及预后的生物学标志物[10-14]，在肿瘤的诊断、治疗中有着重要的潜在应用前景。然而TUG1在HCC中的表达如何，其在HCC中是否发挥功能，相关作用机制仍知之甚少。因此，本研究采用生物信息学方法结合公共数据集探索TUG1在HCC的表达及潜在功能，为相关基础实验和临床转化研究提供借鉴。

1 资料与方法

1.1 运用公共数据库分析TUG1在HCC中的表达并对TUG1进行生存分析 通过UALCAN数据库[15]分析TUG1在HCC中的表达水平及其与肿瘤分级、性别、种族的关系，并对TUG1进行生存分析。生存曲线采用Kaplan-Meier分析，采用log-rank test进行统计检验。

1.2 与lncRNA TUG1相互作用的microRNA预测 运用RegRNA 2.0生物学软件[16]预测lncRNA TUG1序列上可能存在的microRNA结合位点。在预测lncRNA TUG1与microRNA结合位点时，选取最小折叠自由能(MFE)小于或者等于-20，并且根据lncRNA与其microRNA配对时的得分，选取score大于或等于150，得分越高，表示lncRNA-microRNA的结合能力越强。同时，以人类microRNAs疾病数据库(HMDD)[17]检索分析与HCC有关的microRNAs，取其交集分析在HCC中可能与lncRNA TUG1相互作用的microRNAs。并利用OncomiR[18]平台检测microRNA在各种癌症中的表达水平。

民主生活会要与高校思政建设紧密结合，做到民主生活会与学习文件精神同步进行，为高校党建班子建设与思想建设提供合情合理合法的制度与理论依据。要紧跟时代进步的步伐，树立中国特色社会主义理想信念，为成为担当中华民族伟大复兴大任的时代新人打好坚实而牢固的政治认同、思想认同和情感认同的理论基础。要不断细化学习制度，采用理论与实践、历史与现实、当前与未来相结合的学习方法，着力解决好高校党建工作者的世界观、人生观、价值观这个“总开关”问题，做有理想有信念有追求有力量的优秀共产党员。

1.3 microRNA靶基因的预测 运用Targetscan网络在线平台与microT-CDS[19]预测microRNA的靶基因。为了避免过多的假阳性结果，取两个软件预测结果交集，进一步分析其调控网络。

根据地表出露的隐爆-侵入角砾岩特征分析，现阶段出露的角砾岩部位应为角砾岩筒的上部或旁侧，深部可能存在隐爆角砾岩筒或斑岩型矿体。

1.4 构建lncRNA TUG1-microRNAs-mRNAs相互作用网络 选取了lncRNA TUG1潜在调控的microRNAs，分别预测每个microRNA调控的靶基因，并利用Cytoscope整合lncRNA TUG1-microRNAs和microRNAs-mRNAs网络，构建成lncRNA TUG1-microRNAs-mRNAs网络调控关系。

2.2 与lncRNA TUG1相互作用的microRNAs 运用RegRNA 2.0生物学软件预测能够与lncRNA TUG1结合的microRNAs共343个。通过HMDD数据库检索，结果显示与HCC有关的有19个microRNAs(hsa-let-7b,hsa-let-7i,hsa-mir-10b,hsa-mir-122,hsa-mir-133b,hsa-mir-148b,hsa-mir-200a,hsa-mir-21,hsa-mir-210,hsa-mir-223,hsa-mir-24-1,hsa-mir-24-2,hsa-mir-29a,hsa-mir-30a,hsa-mir-34c,hsa-mir-372,hsa-mir-375,hsa-mir-486,hsa-mir-629)。在这19个microRNAs中，lncRNA TUG1与hsa-mir-122-5p、hsa-mir-200a-3p、hsa-mir-34c-3p、hsa-mir-629-3p结合的可能性非常大。分别预测lncRNA TUG1与hsa-mir-122-5p、hsa-mir-200a-3p、hsa-mir-34c-3p、hsa-mir-629-3p可能形成的配对结构，见图3。从图中可见4个配对结构均由多个发夹结构组成，说明能够形成稳定的结构。图4表明4种microRNAs在HCC中异常表达，hsa-mir-122-5p在HCC中的表达水平增高，hsa-mir-200a-3p、hsa-mir-34c-3p、hsa-mir-629-3p在HCC中表达水平均降低。整体而言，4种microRNAs在HCC中的异常表达比在其他癌症中显著。

2 结 果

2.5 microRNA靶基因的功能分析 利用FunRich平台分析靶基因的生物学功能。将参与lncRNA TUG1-microRNAs-mRNAs的4个microRNAs靶基因映射到FunRich平台，进行GO和KEGG pathway功能聚类分析，推测lncRNA TUG1可能参与的生物过程以及信号通路。在microRNAs的靶基因GO分析结果显示：在生物学过程中，microRNAs靶基因高度富集到碱基、核苷、核苷酸和核酸代谢调节等过程，见图5。在microRNAs的靶基因KEGG pathway分析中，microRNAs靶基因高度富集到Syndecan、TRAIL等介导的信号通路。

lncRNA TUG1又称为LINC00080，它作为牛磺酸在小鼠视网膜细胞发育中上调的基因被首次报道[26]。本研究以lncRNA TUG1为目标分子，首先利用UALCAN数据库分析TUG1在HCC中的差异表达，并对TUG1进行生存分析。结果表明TUG1在HCC中表达水平明显增高，并且TUG1的表达水平与性别、种族、肿瘤分级均有关。这为TUG1可以成为HCC的肿瘤标志物奠定了基础。lncRNA TUG1低表达患者的总生存期较高表达患者明显延长。TUG1的预后与性别、种族、肿瘤分级均有关。TUG1或许可以成为评估HCC预后情况的生物学标志物。关于TUG1在HCC中的作用机制，LI等[27]曾报道TUG1作为竞争性内源RNA(ceRNA)，通过靶向miR-132在HCC中调节Hedgehog信号通路；HUANG等[28]发现核转录因子SP1诱导TUG1表达水平增高，TUG1可以通过与多梳抑制复合物2(PRC2)结合并将其募集到KLF2启动子区域，在表观遗传学上抑制HCC细胞中Kruppel样因子2(KLF2)的转录。

1.5 microRNA靶基因的功能分析 利用FunRich平台分析靶基因的生物学功能。选择Gene Ontology中的细胞组分(cell component)、分子功能(molecular function)与生物过程(biological process，BP)条目和Pathways中的KEGG通路条目，进行分析。

 

注：A为TUG1在HCC及正常对照中的表达水平；B为TUG1在各肿瘤分级中的表达水平；C为TUG1在不同性别患者中的表达水平；D为TUG1在不同种族患者中的表达水平； *代表P<0.05；**代表P<0.01；***代表P<0.001

图1 TUG1在HCC中的表达水平

 

注：A为hsa-mir-122-5p；B为hsa-mir-200a-3p；C为hsa-mir-34c-3p；D为hsa-mir-629-3p

图2 lncRNA TUG1与4种microRNAs可能形成的配对结构

2.4 lncRNA TUG1-microRNAs-mRNAs调控网络 建立lncRNA TUG1-microRNAs调控网络之后，增加microRNAs-mRNAs网络，最终建立lncRNA TUG1在HCC中的lncRNA TUG1-microRNAs-mRNAs调控网络。网络共由250个节点和254条边组成，250个节点代表1个lncRNA TUG1，4个microRNAs和245个mRNAs，254条边表示它们之间存在254种相互作用关系。lncRNA TUG1在该网络的中心，调节与之结合的hsa-mir-122-5p、hsa-mir-34c-3p、hsa-mir-200a-3p、hsa-mir-629-3p，进而调控下游245个靶基因。其中hsa-mir-34c-3p与hsa-mir-200a-3p共同调节KIF3A、MMP24、FAM160B1，hsa-mir-122-5p与hsa-mir-200a-3p共同调节STX16，hsa-mir-122-5p与hsa-mir-629-3p共同调节CUX1。所有相关基因构成一个复杂的网络调控，相互协调，表明lncRNA TUG1可能从各种层面上参与HCC的发生。

2.3 microRNAs的靶基因 运用targetscan，microT-CDS平台共同预测这4个microRNAs的靶基因，预测有250个靶基因可能受这4个microRNAs调控。其中发现hsa-mir-122-5p的靶基因有85个，hsa-mir-200a-3p的靶基因有59个，hsa-mir-34c-3p的靶基因有91个，hsa-mir-629-3p的靶基因有15个。其中hsa-mir-122-5p与hsa-mir-34c-3p的靶基因较多，说明hsa-mir-122-5p与hsa-mir-34c-3p参与更为复杂的调控通路。见图4。

 

注：肝细胞癌(LIHC)；甲状腺癌(THCA)；肺腺癌(LUAD)；肺鳞状细胞癌(LUSC)；乳腺浸润性癌(BRCA)；结肠腺癌(COAD)；胃腺癌(STAD)；膀胱尿路上皮癌(BLCA)；胰腺癌(PAAD)

图3 hsa-mir-122-5p、hsa-mir-200a-3p、hsa-mir-34c-3p、hsa-mir-629-3p在各种癌症中的表达

  

图4 microRNAs调控靶基因统计图

2.1 TUG1在HCC中的表达水平及与患者生存时间的关系 通过UALCAN数据库分析TUG1在HCC中的表达水平，表明TUG1在HCC中表达明显增高(如图1A，P<1×10-12)，随着分级增高TUG1的表达大致呈上升趋势(如图1B)，TUG1在男女性别之间差异有统计学意义，TUG1在女性中的表达更高(图1C，P=8.16×10-4)。在HCC患者中，TUG1在白种人、黄种人中的表达水平均比在黑种人中增高(图1D，P=2.83×10-2；P=8.68×10-3)，TUG1在白种人与黄种人中的表达差异无统计学意义(图1D，P=0.55)。lncRNA TUG1低/中等表达患者的总生存期(Overall survival，OS)较高表达者明显延长(P=0.007 4)。TUG1高表达患者随着肿瘤分级增高OS明显延长，TUG1低/中等表达患者随着肿瘤分级增高OS明显缩短(P<0.000 1)。TUG1低/中等表达男性患者OS最长(P=0.003 2)。TUG1低/中等表达白种人患者OS最长(P=0.03)。

 

注：A为细胞成分；B为分子功能；C为生物过程

图5 microRNA靶基因的GO聚类分析

3 讨 论

lncRNA作为非编码RNA的重要组成部分，在肿瘤的发生、发展中发挥重要作用。根据lncRNA所在的基因组位置，可大致将其分为5类：正义(sense)、反义(antisense)、基因内(intronic)、基因间(intergenic)及双向(bidirectional)lncRNA。lncRNA的核苷酸链相对较长，其分子内部具有特定复杂的空间二级结构，能提供多个结合位点，可与DNA序列、RNA序列、蛋白质[20]及脂质[21]相互作用，形成lncRNA参与的复杂而又微妙的基因表达调控网络。越来越多的研究发现lncRNA与microRNA的作用关系十分密切。如lncRNA H19、NEAT1、MALAT1、UCA1、lncRNA-ROR均可与microRNA相互作用，参与乳腺癌的发生发展[22]；lncRNA CASC2通过调节miR-362-5p/Nf-κB轴参与HCC的发生[23]；HOTAIR作为一种竞争性内源性RNA与miR-126-5p相互作用促进神经胶质瘤的发展[24]；在肺癌中lncRNA PVT1-5通过调控miR-126/SLC7A5信号轴促进细胞增殖[25]。

图9为电机运行在900 r/min时,突加和突减80%负载情况下,无延时补偿MPDTC、有延时补偿MPDTC和有延时补偿LSFMPDTC的定子磁链幅值|ψs|、转矩Te、转速n和电流isa.由图可以看出,有延时补偿MPDTC与LSFMPDTC的转矩脉动明显小于无延时补偿MPDTC的转矩脉动.3种控制方法的定子磁链幅值|ψs|在负载扰动时有微小的下降,而转速基本没有变化.

然而TUG1在HCC的异常表达是否涉及其他作用机制，这促使研究人员采用生物信息学方法探索TUG1的调节信号轴。本研究首先运用RegRNA 2.0生物学软件、HMDD数据库发现TUG1上存在hsa-mir-122-5p、hsa-mir-200a-3p、hsa-mir-34c-3p、hsa-mir-629-3p这4种与HCC相关microRNAs的可能结合位点，并且这4种microRNAs在HCC中的异常表达比在其他癌症中显著，更加验证了其在HCC中可能与高表达TUG1有相互作用关系。在为lncRNA TUG1-microRNAs-mRNAs调控网络中，TUG1在该网络的中心，调节与之结合的hsa-mir-122-5p、hsa-mir-200a-3p、hsa-mir-34c-3p、hsa-mir-629-3p，进而调控下游245个靶基因，所有相关基因构成一个复杂的网络调控，相互调节，相互作用。为TUG1在HCC中的作用机制提供了理论和实验基础。在microRNA的靶基因GO分析结果显示：在生物学过程中，microRNA靶基因高度富集到碱基、核苷、核苷酸和核酸代谢调节等过程，表明microRNA靶基因在生物学过程中发挥重要作用。在microRNA的靶基因KEGG pathway分析中，microRNA靶基因高度富集到Syndecan、TRAIL等介导的信号通路。Syndecan、TRAIL介导的信号通路均与肿瘤相关。ZENG等[29]报道鞘氨醇-1-磷酸(S1P)通过调节MMP-7/syndecan-1/TGF-β自分泌环诱导HCC中的上皮间充质转化(EMT)。肿瘤坏死因子(TNF)相关凋亡诱导配体(TRAIL)被认为是一种有前景的抗癌药物，它选择性诱导癌细胞凋亡，而不损伤正常组织细胞[30]。而这或许能为癌症治疗提供新的方案。

本研究也存在一定局限性。首先，由于本文采用RegRNA 2.0、HMDD、targetscan、microT-CDS等预测软件对lncRNA的靶标进行预测，预测结果可能存在假阳性，需要进一步实验验证和分析。第二，由于缺乏血清(血浆)中TUG1的表达数据，本文不能比较TUG1在组织和血清中表达的一致性，也无法探索血清中TUG1的含量与HCC诊断和预后的关系。

综上所述，本研究采用生物信息学方法构建lncRNA TUG1-microRNAs-mRNAs调控网络，阐明了TUG1具有作为HCC诊断标志物和治疗靶点的潜力，该工作不仅为实验研究提供了提供了方向，也为其他lncRNA在HCC中的研究提供借鉴。

总之，碳市场是个复杂、系统、长期的工程，它的发展必然是渐进的。合理有序发展碳市场有助于我国低成本实现减排目标，亦有助于国际谈判与合作，体现出我国争做全球气候治理贡献者和引领者的担当，最终助力于全球应对气候变化、实现低碳发展。

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