本期特邀北京市神經(jīng)外科研究所、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院江濤教授團隊分享解讀，感謝對circRNA平臺的關(guān)注！

2023年10月28日，北京市神經(jīng)外科研究所、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院江濤教授團隊在國際生物信息學(xué)領(lǐng)域權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Nucleic Acids Research(14.9)在線發(fā)表題為“circRNADisease v2.0: an updated resource for high-quality experimentally supported circRNA-disease associations”的數(shù)據(jù)庫論文。博士后孫志延、研究生楊昌霖、助理研究員黃立杰博士和香港科技大學(xué)莫宗超博士為共同第一作者，北京市神經(jīng)外科研究所、附屬北京天壇醫(yī)院江濤教授、趙征副研究員與北京博奧晶典生物技術(shù)有限公司孟凡琳高級工程師為共同通訊作者。

近年來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種不同于傳統(tǒng)線性RNA的新型RNA，即環(huán)狀RNA（circRNA）。環(huán)狀RNA通過基因組DNA的正常轉(zhuǎn)錄形成一個共價封閉的環(huán)結(jié)構(gòu)。相比線性RNA，環(huán)狀RNA在各種生物物種中表達豐富且相對穩(wěn)定，包括病毒和哺乳動物。越來越多的研究表明，環(huán)狀RNA與疾病表型之間存在密切關(guān)聯(lián)。然而，對于circRNA與疾病關(guān)系的系統(tǒng)收集研究相對不足。

為了填補這一研究空白，2018年4月江濤教授團隊發(fā)布了circRNADisease v1.0數(shù)據(jù)庫(https://www.nature.com/articles/s41419-018-0503-3)。經(jīng)過系統(tǒng)核實800多篇已發(fā)表的文獻，并收集整理了330種circRNA和48種疾病?，F(xiàn)在，他們推出的circRNADisease v2.0數(shù)據(jù)庫是對之前版本的全面升級。團隊系統(tǒng)地回顧了超過12,000篇已發(fā)表的文獻，并手動整理并收集了6,998個circRNA與疾病的關(guān)系，其中涉及4,246個circRNAs、330種疾病以及12個物種（圖1）。此外，為了系統(tǒng)探究遺傳變異對circRNA功能的潛在影響，團隊還在30種TCGA人類癌癥中鑒定了7,417,841個基因突變與circRNAs的關(guān)系。

與其他數(shù)據(jù)庫相比，circRNADisease 2.0具有五個獨特的特點：

（1）數(shù)據(jù)庫收錄的疾病譜相較上一版本有了極大的擴充，更新后的疾病種類遠超上版本數(shù)倍；

（2）circRNA的功能更全面，特別是有關(guān)circRNA在疾病中的生物功能、circRNA參與疾病的分子機制等內(nèi)容也在新版數(shù)據(jù)庫得到體現(xiàn)；

（3）提供了基于circRNA表達的患者預(yù)后狀態(tài)，使circRNA與臨床疾病的關(guān)系更為緊密；

（4）此版本不僅收集了人類的circRNA-疾病關(guān)系，還包括其他物種，如小鼠、大鼠等；

（5）新開發(fā)的“Circ2Mut”模塊，可用于探索30種人類癌癥中circRNA位點上的突變。

為了滿足circRNA研究的需要，circRNADisease v2.0數(shù)據(jù)庫將持續(xù)收集circRNA與疾病的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并定期進行數(shù)據(jù)庫的更新。團隊致力于引入額外的分析工具，以增強數(shù)據(jù)庫的功能，并計劃將大量的生物數(shù)據(jù)和基于網(wǎng)絡(luò)的功能性工具整合到circRNADisease 2.0數(shù)據(jù)庫中。這將為科學(xué)家探究circRNA在疾病中的作用提供重要的信息資源。

用戶使用手冊

在circRNADisease v2.0中，搜集的文獻數(shù)據(jù)經(jīng)過精心組織，使用MySQL 14.14進行管理，并采用關(guān)系模式進行存儲。這種組織結(jié)構(gòu)將在未來的更新中繼續(xù)得到支持，以確保與之前版本保持一致。該網(wǎng)站的代碼是使用Java Server Pages（JSP）編寫的，并使用Eclipse軟件開發(fā)的Java Servlet框架來構(gòu)建的。該網(wǎng)站托管在Tomcat 6.0.44 Web服務(wù)器上，并在CentOS 6.5 Linux系統(tǒng)上運行。數(shù)據(jù)和結(jié)果可視化是通過jQuery和dataTable生成、渲染和處理的。在“瀏覽”模塊中，使用了zTreeStyle生成樹狀結(jié)構(gòu)。該網(wǎng)站在Google Chrome v115.0.5790.170和Safari v15.4瀏覽器中經(jīng)過了全面的測試。

與以前的版本相比，此次更新收集了更多的circRNA與疾病的關(guān)系(表1)，同時重新設(shè)計了用戶友好的網(wǎng)絡(luò)界面(圖2)。具體更新的功能如下：

基于circRNADisease v2.0，發(fā)現(xiàn)過去幾年來，越來越多的研究探索了circRNA與疾病之間的關(guān)系（圖3A）。當前版本的circRNADisease v2.0記錄了12個物種（包括人類、小鼠、豬、秀麗隱桿線蟲、雞、牛、山羊、豬、大鼠、綿羊、病毒、海參）中6998個經(jīng)實驗證實的circRNA與疾病的關(guān)聯(lián)（圖3B）。此外，一些circRNA（如circ_HIPK3、circ_CDR1和circ_PVT1等）和DO疾?。ㄈ缥赴?、肝細胞癌、結(jié)直腸癌等）在circRNA研究領(lǐng)域得到廣泛研究（圖3C、D）。這些關(guān)于circRNA的持續(xù)研究在揭示疾病機制和促進新的治療策略的開發(fā)方面起著至關(guān)重要的作用。

Home：網(wǎng)站主頁介紹了這個項目的動機、信息收集、數(shù)據(jù)庫內(nèi)容和統(tǒng)計信息。此外，網(wǎng)站還提供了一個方便的搜索工具，使用戶能夠快速搜索廣泛研究的circRNAs、宿主基因、疾病和miRNAs。所有記錄都顯示在搜索結(jié)果頁面上。

Search：circRNADisease v2.0作為一個綜合性平臺，提供了四種不同的搜索方式：circRNA、宿主基因、疾病和miRNAs。例如，在搜索界面中，用戶可以檢索circRNA和疾病之間的關(guān)聯(lián)。此外，該界面便于根據(jù)檢測方法和特定的組織、細胞系或PDX來進行篩選。在結(jié)果頁面上，用戶可以使用模糊搜索輸入來進行過濾、排序和下載結(jié)果表格。

Browse：新版網(wǎng)站重新設(shè)計了瀏覽頁面，以提供對不同分類中的circRNA-疾病關(guān)系的訪問，例如物種、circRNA ID/名稱/同義詞、circRNA宿主基因以及基于疾病本體的統(tǒng)一疾病名稱。為了進一步提高用戶效率，網(wǎng)站支持模糊搜索工具。這些工具能夠通過密切匹配和近似用戶輸入來迅速準確地檢索結(jié)果，即使存在輕微的變化或拼寫錯誤。這一實施顯著提高了整體用戶體驗，提供了更靈活和寬容的搜索功能。類似地，在搜索結(jié)果頁面上，用戶可以瀏覽每個條目的更多詳細信息。這個功能允許用戶深入了解他們感興趣的具體信息，增強了他們對瀏覽結(jié)果的理解和探索。

Circ2Mut：Circ2Mut是一個高級模塊，用于檢索circRNA位點內(nèi)的突變。Circ2Mut專注于識別circRNA位點內(nèi)的突變，幫助研究人員發(fā)現(xiàn)影響circRNA功能的遺傳變異。它允許研究人員探索circRNA位點內(nèi)的突變，最終促進對疾病背景下異常circRNA生物合成和表達的更深入理解。

Download：circRNADisease v2.0中收集的所有數(shù)據(jù)都可以免費訪問。用戶可以從專用的“下載”頁面下載整個數(shù)據(jù)集，或選擇感興趣的特定部分。此外，用戶可以通過“搜索”和“瀏覽”模塊上的結(jié)果界面方便地訪問結(jié)果數(shù)據(jù)，提供個性化查詢并在搜索后下載結(jié)果表格。

Submit & Help ：circRNADisease v2.0 鼓勵科研人員通過主頁上的Submit 模塊提交有關(guān)circRNA最新的研究成果（包括但不限于，circRNA的名稱，學(xué)術(shù)成果的PubMed ID，涉及的疾病，具體的調(diào)控方式以及更多的細節(jié)描述）。同時也鼓勵研究者通過Help界面獲得網(wǎng)站使用的系統(tǒng)教程。

示例演示

circRNADisease v2.0數(shù)據(jù)庫應(yīng)用舉例。在搜索模塊的“Search by Disease”頁面中，用戶可以通過選擇“human”物種，輸入“brain glioma”作為疾病關(guān)鍵字，檢索與人類膠質(zhì)瘤相關(guān)的circRNAs研究。這項研究得出了人類大腦膠質(zhì)瘤和circRNAs之間的186種記錄關(guān)系。例如，circNEIL3已被鑒定為ADAR1表達的調(diào)節(jié)劑，通過充當miR-432-5p的海綿，導(dǎo)致膠質(zhì)瘤相關(guān)癌基因1 (GLI1)的RNA編輯。這一過程最終影響細胞周期進程，促進胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)細胞的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)。Pan等人發(fā)現(xiàn)，在腦膠質(zhì)瘤的情況下，通過circNEIL3穩(wěn)定IGF2BP3，誘導(dǎo)EWSR1促進膠質(zhì)瘤的進展，促進外泌體介導(dǎo)的巨噬細胞免疫抑制極化。因此，circRNADisease v2.0提供了circrna -疾病關(guān)系的基本總結(jié)信息，并促進了進一步的研究。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1093/nar/gkad949