miRNA器官特异性分布数据库构建与分析（开题报告）
1.课题背景及研究意义
1.1课题背景
微小RNA（miRNA）是一种小的内源的非编码RNA，在动植物体内发挥重要的调节作用，作用机制主要为通过和靶基因mRNA碱基配对，引导沉默复合体（RISC）降解mRNA或阻碍其翻译[1]。
在健康和疾病个体间， miRNA表达存在差异，很有希望成为疾病生物标记物，用于疾病诊断[2]。如miR-21在易感冠状动脉疾病患者的血浆中表达上调[3]，在COPD（慢性阻塞性肺炎）患者血清中表达上调[4]，在2型糖尿病血浆中表达下调[5]。由于miR-21参与多种疾病，其血清水平被认为是一种潜在的检测实体癌的广谱生物标志物[6]。
此外，miRNA具有致癌（或抑癌）作用，可通过调节miRNA治疗癌症[7]。如具有肿瘤抑制作用的miR-34家族在肺癌、乳腺癌等癌症中表达下调。其中miR 34a通过直接靶向抗凋亡蛋白去乙酰化酶1 （SIRT1），参与p53介导的DNA损伤后的凋亡，从而达到抑制癌症的作用[8]。鉴于miR - 34下调了大量的致癌mRNA，人们的注意力集中在补充miR - 34抗癌疗法上，该研究已进入临床试验。通过miRNA模拟物或抗miRNA物，在体内调节miRNA的表达和活性，为开发创新的癌症治疗方法提供了机会[9]。
1.2研究意义
研究表明，miRNA在健康和疾病个体间表达存在差异，可能用于疾病的诊断和治疗。但其面临的最大挑战之一是为每种疾病类型确定最佳的miRNA候选或miRNA靶点[9]。了解不同组织器官中miRNA的表达差异对于了解生理病理机制，确定疾病与相应miRNA的靶向关系十分重要。目前已有许多关于不同组织器官中miRNA表达量的数据，但缺少对该类信息的整理，缺少miRNA器官特异性的数据库。
因此，本课题旨在下载汇总已有的miRNA表达量数据，构建miRNA器官特异性分布数据库；利用生物信息学分析统计各器官组织内特异性高低表达，分析健康疾病个体的miRNA表达差异；根据miRNA表达差异以期实现疾病分子分型和发现生物标志物；为今后疾病的诊断和药物治疗提供参考。
2.研究现状
2.1 miRNA器官特异性
有研究表明，miRNA的表达具有组织特异性，且一些miRNA只在特异的细胞系中表达[10]。如miR-1主要在哺乳动物心脏中表达，miR-22主要在肝脏中表达[11]，miR-223主要在小鼠骨髓的粒细胞和巨噬细胞中表达[12]，mir-35mir-42主要在线虫胚胎细胞中表达[13]。
关于人体内miRNA的组织特异性， Landgraf等人2007测定了人类、小鼠、大鼠不同器官和细胞系中miRNA表达量。数据表明miRNA的组织特异性有高有低：有的miRNA在几乎所有样本中都检测到较高的表达量，如在超过250个分析样本中，miR-16一直是克隆量最大的miRNAs；约三分之一的miRNA具有较高的组织特异性；有很少的miRNA仅在特定的某个组织器官中有分布[14]。Nicole Ludwig等人2016年测定了来自两个去世个体61个组织器官的1997个miRNA，并以此绘制了miRNA组织图谱。通过计算不同miRNA的组织特异性指数TSI确定不同miRNA特异性表达情况。该研究同样发现有的miRNA具有较高的组织特异性：如miR-3383p, miR-219a5p, miR-1243p 和miR-95p家族的miRNA在大脑中表达较高，miR-133b, miR-133a-3p, miR-1 3p 和 miR-206家族在肌肉中高表达[15]。
随着miRNA检测技术（微阵列和qPCR）的发展与成熟，有越来越多关于miRNA表达量测定的研究，且表达数据在公共数据库中公布，汇总整理该信息并有利于进一步研究人类miRNA的组织特异性表达。
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