前言
铁死亡(Ferroptosis)相信大家已经耳熟能详了,自从J.Dixon等人2012年在cell发表的“Ferroptosis: An Iron-Dependent Form of Nonapoptotic Cell Death ”上提出细胞铁死亡的这一现象,有关铁死亡的文献也逐年增加,铁死亡的分子机制研究逐渐深入。
Hassannia等人2019年发表的“Targeting Ferroptosis to Iron Out Cancer”上提出了靶向细胞的铁死亡有助于癌症的治疗,近年来,铁死亡在癌症中的研究呈现出井喷式的增长,越来越多的文章报道了铁死亡与癌症的研究。
针对铁死亡基因,大家对FerrDb数据库已经非常了解,收集了大量的铁死亡的基因,为我们的铁死亡基因集在癌症的预后模型、亚型分析等研究带来了极大的便利。也有许多基于铁死亡基因,
非编码RNA(ncRNA)相信大家也不陌生,Balihodzic等人发表的“Non-coding RNAs and ferroptosis: potential implications for cancer therapy”表明许多ncRNA在铁死亡中发挥十分重要的功能,例如LINC00618在白血病中发挥促进细胞铁死亡的作用(Wang et al. 2019, cell death & differentiation)。这些ncRNA的信息混杂在不同的文献当中,不方便大家进行研究分析。我们需要一个这样收集铁死亡ncRNA的数据库,为后续的生信分析提供一个强有力的数据库。
俗话说,好风凭借力,送我上青云!
他来了,他来了,他脚踏祥云进来了!!!!!!!!
因此,今天给各位分享的文献是2022年9月份发表在Genomics, Proteomics & Bioinformatics的数据库文章“ncFO: A Comprehensive Resource of Curated and Predicted ncRNAs Associated with Ferroptosis”,本文通过文献收集和两种预测方法,构建了铁死亡相关ncRNA的数据库。作为铁死亡与ncRNA的研究利器,数据库还基于TCGA数据库在泛癌样本中对ncRNA进行在线的差异表达、生存分析、共表达分析,研究铁死亡与ncRNA的小伙伴可以过来看看。
摘要:
铁死亡是一种由脂质过氧化物积累诱导的细胞死亡,调控肿瘤细胞的铁死亡过程有益于癌症治疗。非编码RNA(ncRNA)是一类不能编码蛋白质的RNA,在调控铁死亡过程中发挥关键作用。因此,作者开发了ncFO(ncRNA–ferroptosis association database)数据库,该数据库是一个用来存储手动收集和预测的ncRNA-铁死亡关联关系的数据库。ncFO总共包含了90个实验证实的条目,包括46个miRNA,21个lncRNA以及17个circRNA。此外,数据库基于ncRNA与铁死亡基因的调控关系和共表达对铁死亡相关ncRNA进行预测:数据库基于调控预测获得了3260个条目,包含598个miRNA和178个lncRNA;在20种癌症的8000多个样本中基于共表达获得了2,592,661个预测条目,包含967个miRNA和9632个lncRNA。每个实验证实条目的详细信息包括ncRNA名称、疾病、物种、组织、靶点、调控、发表时间和PMID。ncFO还对ncRNA提供了在线的差异表达、生存分析、共表达分析。ncFO可以通过点击http://www.jianglab.cn/ncFO/进行访问。
研究背景:
铁死亡是由脂质过氧化引起的一种特殊类型的细胞死亡方式。诱导铁死亡过程能够有效地杀死癌细胞,可能成为癌症治疗的一种有效策略。探索铁死亡潜在的调控因子将有助于阐明其分子机制以及潜在药物靶点的识别。非编码RNA(ncRNA)通常没有蛋白质编码的能力,根据其长度和形状可分为若干类,如miRNA、lncRNA和circRNA。此外,ncRNA已被证实在许多生物过程和疾病中发挥着关键的调节作用,包括铁死亡。FerrDb数据库整理了与铁死亡相关的基因和小分子。虽然大量的文献报道ncRNA参与了铁死亡的调控,但由于信息零散地分布在不同的文献当中,不便于研究人员对铁死亡相关ncRNA进行系统研究。
为了填补这一空白,作者开发了ncRNA-铁死亡关联数据库(ncFO, http://www.jianglab.cn/ncFO/)。通过手动收集经实验验证的铁死亡相关的ncRNA,同时,作者提出了两种不同的策略,基于ncRNA与铁死亡基因的调控和共表达来预测铁死亡相关的ncRNA。此外,ncFO数据库还提供了ncRNA的生存分析和差异表达分析。数据库为查询和分析铁死亡相关的ncRNA提供可靠的分析平台,为癌症治疗靶点的识别提供参考。
数据获取与处理
实验证实数据获取
作者为获取经过实验验证的铁死亡相关的ncRNA,使用关键词从PubMed数据库中查询关于ncRNA和铁死亡的文章,包括“ferroptosis and miRNA”、“ferroptosis and microRNA”、“ferroptosis and circular RNA”等等关键词。从PubMed数据库下载了约200篇文章,在过滤掉不相关的论文后,ncFO收集了90个ncRNA-铁死亡相关的条目,其中包括17个circRNA,46个miRNA和21个lncRNA。每个条目都详细列出了ncRNA名称、ncRNA ID、物种、疾病、组织/细胞系、调控、靶点、PMID等有关信息,数据库的构建流程如图1所示。
铁死亡相关ncRNA的预测
为了预测潜在的与铁死亡相关的ncRNA,作者开发了“预测工具”来预测ncRNA与铁死亡的关联。在ncFO数据库中,通过ncRNA与已知的铁死亡基因之间的调控和共表达来预测潜在与铁死亡相关的ncRNA(图1)。首先,从FerrDb数据库中获得了259个已知的铁死亡基因。接下来,通过ncRNA与已知的铁死亡基因之间的相互调控,预测与铁死亡相关的潜在ncRNA。从数据库中提取ncRNA-基因调控关系,包括miRTarBase、TarBase、miRecords、TransmiR、LncRNA2Target、LncTarD和LncReg。保留了调控铁死亡基因的ncRNA,并使用Cytoscape.js可视化调控网络。最终获得了3260个预测条目,其中包括598个miRNA和178个lncRNA。此外,作者通过在特定癌症类型中与已知的铁死亡基因进行共表达分析,预测了潜在的铁死亡相关的ncRNA。从UCSC xena数据库(https://xenabrowser.net/datapages/)下载了基因和miRNA表达谱。从TANRIC数据库(https://www.tanric.org/)下载了lncRNA表达谱。在特定癌症类型中,保留与铁死亡基因共表达的miRNA/lncRNA。使用默认的|r| > 0.3和P < 0.05作为阈值,在20种癌症类型的8000多个样本中,通过Pearson和Spearman相关分别获得了1,104,319和1,488,342个预测条目,其中包含967个miRNA和9632个lncRNA。在Pearson相关的结果中,平均每个铁死亡基因有9.55个共表达的miRNA和220.01个共表达的lncRNA。用户可以根据需要,自定义参数来筛选查询结果。此外,ncFO数据库通过调用R语言,可以对ncRNA进行在线的生存分析和差异表达分析。
数据库内容和界面:
ncFO数据库提供了一个友好的界面,可以自由搜索、预测和下载所有与铁死亡相关的ncRNA。(一)在网页的“首页”,用户可浏览数据库的简介及ncRNA的数目统计。(二)在“搜索”页面,用户可以搜索经实验验证的铁死亡相关ncRNA。作者提供模糊搜索来推荐所有匹配的铁死亡基因/miRNA/lncRNA/circRNA列表。在这里,以hsa-miR-522为例,获得了经过实验验证的条目(图2A)。在返回的结果中,用户可以基于TCGA数据集中的表达谱对ncRNA和靶基因进行在线相关性分析。此外,用户可以点击“more”,显示相应条目的详细信息。(三)在“预测工具”页面中,用户可以使用两种不同的方法预测与铁死亡相关的ncRNA。首先,在“调控关系预测”的搜索框中,用户可以搜索铁死亡基因、miRNA或lncRNA,获得调控铁死亡基因的miRNA/lncRNA。同样,数据库也提供模糊搜索来返回所有匹配的铁死亡基因/miRNA/lncRNA(图2B)。在这里,以hsa-let-7a-5p为例,获得了hsa-let-7a-5p与铁死亡基因的调控信息,并对查询的miRNA进行在线分析。搜索结果包括hsa-let-7a-5p的基本信息、分析工具、调控网络和调控的详细信息。用户还可以基于TCGA数据集对查询得到的ncRNA在特定癌症类型的靶基因进行在线的相关分析。此外,在“共表达预测”的搜索框中,用户可以基于共表达分析来预测铁死亡相关的ncRNA(图2C),用户需要输入铁死亡基因、ncRNA类型、阈值、相关性计算方法,并指定癌症类型。然后,ncFO根据输入参数返回与铁死亡基因共表达的ncRNA。以GPX4为例,数据库计算了指定癌症类型中与GPX4共表达的ncRNA。通过调用R语言,利用TCGA数据集中的ncRNA表达谱和临床数据进行在线分析,包括相关性分析、表达箱式图和生存分析。(四)在“下载”页面中,用户可以下载所有实验验证和预测的与铁死亡相关的ncRNA,用户可以向ncFO数据库提交新发现的铁死亡相关的ncRNA(图2D)。此外,所有实验验证的条目和预测条目都可以自由地下载。
讨论:
综上所述,ncFO数据库在以下几个方面具有独特的创新:(一)提供了实验证实的ncRNA-铁死亡关联关系;(二)提出了基于ncRNA与铁死亡基因的调控和共表达的“预测工具”;(三)提供在线的分析平台,方便用户对铁死亡相关ncRNA的搜索、查询和在线分析。作者将继续收集铁死亡相关ncRNA的文献报道,对数据库定期更新。此外,数据库还将添加其他实用工具来改进数据库,例如收集靶向铁死亡相关ncRNA的小分子集合。ncFO数据库为科研人员研究铁死亡提供一个可靠、方便的平台,辅助识别药物靶点,最终有助于癌症的治疗。