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前言
鐵死亡（Ferroptosis）相信大家已經(jīng)耳熟能詳了，自從J.Dixon等人2012年在cell發(fā)表的“Ferroptosis: An Iron-Dependent Form of Nonapoptotic Cell Death ”上提出細(xì)胞鐵死亡的這一現(xiàn)象，有關(guān)鐵死亡的文獻(xiàn)也逐年增加，鐵死亡的分子機(jī)制研究逐漸深入。
Hassannia等人2019年發(fā)表的“Targeting Ferroptosis to Iron Out Cancer”上提出了靶向細(xì)胞的鐵死亡有助于癌癥的治療，近年來，鐵死亡在癌癥中的研究呈現(xiàn)出井噴式的增長，越來越多的文章報道了鐵死亡與癌癥的研究。
針對鐵死亡基因，大家對FerrDb數(shù)據(jù)庫已經(jīng)非常了解，收集了大量的鐵死亡的基因，為我們的鐵死亡基因集在癌癥的預(yù)后模型、亞型分析等研究帶來了極大的便利。也有許多基于鐵死亡基因，
非編碼RNA（ncRNA）相信大家也不陌生，Balihodzic等人發(fā)表的“Non-coding RNAs and ferroptosis: potential implications for cancer therapy”表明許多ncRNA在鐵死亡中發(fā)揮十分重要的功能，例如LINC00618在白血病中發(fā)揮促進(jìn)細(xì)胞鐵死亡的作用（Wang et al. 2019, cell death & differentiation）。這些ncRNA的信息混雜在不同的文獻(xiàn)當(dāng)中，不方便大家進(jìn)行研究分析。我們需要一個這樣收集鐵死亡ncRNA的數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)的生信分析提供一個強有力的數(shù)據(jù)庫。
俗話說，好風(fēng)憑借力，送我上青云！
他來了，他來了，他腳踏祥云進(jìn)來了?。。。。。。?！
因此，今天給各位分享的文獻(xiàn)是2022年9月份發(fā)表在Genomics, Proteomics & Bioinformatics的數(shù)據(jù)庫文章“ncFO: A Comprehensive Resource of Curated and Predicted ncRNAs Associated with Ferroptosis”，本文通過文獻(xiàn)收集和兩種預(yù)測方法，構(gòu)建了鐵死亡相關(guān)ncRNA的數(shù)據(jù)庫。作為鐵死亡與ncRNA的研究利器，數(shù)據(jù)庫還基于TCGA數(shù)據(jù)庫在泛癌樣本中對ncRNA進(jìn)行在線的差異表達(dá)、生存分析、共表達(dá)分析，研究鐵死亡與ncRNA的小伙伴可以過來看看。
摘要：
鐵死亡是一種由脂質(zhì)過氧化物積累誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡，調(diào)控腫瘤細(xì)胞的鐵死亡過程有益于癌癥治療。非編碼RNA（ncRNA）是一類不能編碼蛋白質(zhì)的RNA，在調(diào)控鐵死亡過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。因此，作者開發(fā)了ncFO（ncRNA–ferroptosis association database）數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫是一個用來存儲手動收集和預(yù)測的ncRNA-鐵死亡關(guān)聯(lián)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫。ncFO總共包含了90個實驗證實的條目，包括46個miRNA，21個lncRNA以及17個circRNA。此外，數(shù)據(jù)庫基于ncRNA與鐵死亡基因的調(diào)控關(guān)系和共表達(dá)對鐵死亡相關(guān)ncRNA進(jìn)行預(yù)測：數(shù)據(jù)庫基于調(diào)控預(yù)測獲得了3260個條目，包含598個miRNA和178個lncRNA；在20種癌癥的8000多個樣本中基于共表達(dá)獲得了2,592,661個預(yù)測條目，包含967個miRNA和9632個lncRNA。每個實驗證實條目的詳細(xì)信息包括ncRNA名稱、疾病、物種、組織、靶點、調(diào)控、發(fā)表時間和PMID。ncFO還對ncRNA提供了在線的差異表達(dá)、生存分析、共表達(dá)分析。ncFO可以通過點擊http://www.jianglab.cn/ncFO/進(jìn)行訪問。
研究背景：
鐵死亡是由脂質(zhì)過氧化引起的一種特殊類型的細(xì)胞死亡方式。誘導(dǎo)鐵死亡過程能夠有效地殺死癌細(xì)胞，可能成為癌癥治療的一種有效策略。探索鐵死亡潛在的調(diào)控因子將有助于闡明其分子機(jī)制以及潛在藥物靶點的識別。非編碼RNA（ncRNA）通常沒有蛋白質(zhì)編碼的能力，根據(jù)其長度和形狀可分為若干類，如miRNA、lncRNA和circRNA。此外，ncRNA已被證實在許多生物過程和疾病中發(fā)揮著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用，包括鐵死亡。FerrDb數(shù)據(jù)庫整理了與鐵死亡相關(guān)的基因和小分子。雖然大量的文獻(xiàn)報道ncRNA參與了鐵死亡的調(diào)控，但由于信息零散地分布在不同的文獻(xiàn)當(dāng)中，不便于研究人員對鐵死亡相關(guān)ncRNA進(jìn)行系統(tǒng)研究。
為了填補這一空白，作者開發(fā)了ncRNA-鐵死亡關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫（ncFO, http://www.jianglab.cn/ncFO/）。通過手動收集經(jīng)實驗驗證的鐵死亡相關(guān)的ncRNA，同時，作者提出了兩種不同的策略，基于ncRNA與鐵死亡基因的調(diào)控和共表達(dá)來預(yù)測鐵死亡相關(guān)的ncRNA。此外，ncFO數(shù)據(jù)庫還提供了ncRNA的生存分析和差異表達(dá)分析。數(shù)據(jù)庫為查詢和分析鐵死亡相關(guān)的ncRNA提供可靠的分析平臺，為癌癥治療靶點的識別提供參考。
數(shù)據(jù)獲取與處理
實驗證實數(shù)據(jù)獲取
作者為獲取經(jīng)過實驗驗證的鐵死亡相關(guān)的ncRNA，使用關(guān)鍵詞從PubMed數(shù)據(jù)庫中查詢關(guān)于ncRNA和鐵死亡的文章，包括“ferroptosis and miRNA”、“ferroptosis and microRNA”、“ferroptosis and circular RNA”等等關(guān)鍵詞。從PubMed數(shù)據(jù)庫下載了約200篇文章，在過濾掉不相關(guān)的論文后，ncFO收集了90個ncRNA-鐵死亡相關(guān)的條目，其中包括17個circRNA，46個miRNA和21個lncRNA。每個條目都詳細(xì)列出了ncRNA名稱、ncRNA ID、物種、疾病、組織/細(xì)胞系、調(diào)控、靶點、PMID等有關(guān)信息，數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建流程如圖1所示。
鐵死亡相關(guān)ncRNA的預(yù)測
為了預(yù)測潛在的與鐵死亡相關(guān)的ncRNA，作者開發(fā)了“預(yù)測工具”來預(yù)測ncRNA與鐵死亡的關(guān)聯(lián)。在ncFO數(shù)據(jù)庫中，通過ncRNA與已知的鐵死亡基因之間的調(diào)控和共表達(dá)來預(yù)測潛在與鐵死亡相關(guān)的ncRNA（圖1）。首先，從FerrDb數(shù)據(jù)庫中獲得了259個已知的鐵死亡基因。接下來，通過ncRNA與已知的鐵死亡基因之間的相互調(diào)控，預(yù)測與鐵死亡相關(guān)的潛在ncRNA。從數(shù)據(jù)庫中提取ncRNA-基因調(diào)控關(guān)系，包括miRTarBase、TarBase、miRecords、TransmiR、LncRNA2Target、LncTarD和LncReg。保留了調(diào)控鐵死亡基因的ncRNA，并使用Cytoscape.js可視化調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。最終獲得了3260個預(yù)測條目，其中包括598個miRNA和178個lncRNA。此外，作者通過在特定癌癥類型中與已知的鐵死亡基因進(jìn)行共表達(dá)分析，預(yù)測了潛在的鐵死亡相關(guān)的ncRNA。從UCSC xena數(shù)據(jù)庫（https://xenabrowser.net/datapages/）下載了基因和miRNA表達(dá)譜。從TANRIC數(shù)據(jù)庫（https://www.tanric.org/）下載了lncRNA表達(dá)譜。在特定癌癥類型中，保留與鐵死亡基因共表達(dá)的miRNA/lncRNA。使用默認(rèn)的|r| > 0.3和P < 0.05作為閾值，在20種癌癥類型的8000多個樣本中，通過Pearson和Spearman相關(guān)分別獲得了1,104,319和1,488,342個預(yù)測條目，其中包含967個miRNA和9632個lncRNA。在Pearson相關(guān)的結(jié)果中，平均每個鐵死亡基因有9.55個共表達(dá)的miRNA和220.01個共表達(dá)的lncRNA。用戶可以根據(jù)需要，自定義參數(shù)來篩選查詢結(jié)果。此外，ncFO數(shù)據(jù)庫通過調(diào)用R語言，可以對ncRNA進(jìn)行在線的生存分析和差異表達(dá)分析。
數(shù)據(jù)庫內(nèi)容和界面:
ncFO數(shù)據(jù)庫提供了一個友好的界面，可以自由搜索、預(yù)測和下載所有與鐵死亡相關(guān)的ncRNA。（一）在網(wǎng)頁的“首頁”，用戶可瀏覽數(shù)據(jù)庫的簡介及ncRNA的數(shù)目統(tǒng)計。（二）在“搜索”頁面，用戶可以搜索經(jīng)實驗驗證的鐵死亡相關(guān)ncRNA。作者提供模糊搜索來推薦所有匹配的鐵死亡基因/miRNA/lncRNA/circRNA列表。在這里，以hsa-miR-522為例，獲得了經(jīng)過實驗驗證的條目（圖2A）。在返回的結(jié)果中，用戶可以基于TCGA數(shù)據(jù)集中的表達(dá)譜對ncRNA和靶基因進(jìn)行在線相關(guān)性分析。此外，用戶可以點擊“more”，顯示相應(yīng)條目的詳細(xì)信息。（三）在“預(yù)測工具”頁面中，用戶可以使用兩種不同的方法預(yù)測與鐵死亡相關(guān)的ncRNA。首先，在“調(diào)控關(guān)系預(yù)測”的搜索框中，用戶可以搜索鐵死亡基因、miRNA或lncRNA，獲得調(diào)控鐵死亡基因的miRNA/lncRNA。同樣，數(shù)據(jù)庫也提供模糊搜索來返回所有匹配的鐵死亡基因/miRNA/lncRNA（圖2B）。在這里，以hsa-let-7a-5p為例，獲得了hsa-let-7a-5p與鐵死亡基因的調(diào)控信息，并對查詢的miRNA進(jìn)行在線分析。搜索結(jié)果包括hsa-let-7a-5p的基本信息、分析工具、調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和調(diào)控的詳細(xì)信息。用戶還可以基于TCGA數(shù)據(jù)集對查詢得到的ncRNA在特定癌癥類型的靶基因進(jìn)行在線的相關(guān)分析。此外，在“共表達(dá)預(yù)測”的搜索框中，用戶可以基于共表達(dá)分析來預(yù)測鐵死亡相關(guān)的ncRNA（圖2C），用戶需要輸入鐵死亡基因、ncRNA類型、閾值、相關(guān)性計算方法，并指定癌癥類型。然后，ncFO根據(jù)輸入?yún)?shù)返回與鐵死亡基因共表達(dá)的ncRNA。以GPX4為例，數(shù)據(jù)庫計算了指定癌癥類型中與GPX4共表達(dá)的ncRNA。通過調(diào)用R語言，利用TCGA數(shù)據(jù)集中的ncRNA表達(dá)譜和臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行在線分析，包括相關(guān)性分析、表達(dá)箱式圖和生存分析。（四）在“下載”頁面中，用戶可以下載所有實驗驗證和預(yù)測的與鐵死亡相關(guān)的ncRNA，用戶可以向ncFO數(shù)據(jù)庫提交新發(fā)現(xiàn)的鐵死亡相關(guān)的ncRNA（圖2D）。此外，所有實驗驗證的條目和預(yù)測條目都可以自由地下載。
討論：
綜上所述，ncFO數(shù)據(jù)庫在以下幾個方面具有獨特的創(chuàng)新:（一）提供了實驗證實的ncRNA-鐵死亡關(guān)聯(lián)關(guān)系；（二）提出了基于ncRNA與鐵死亡基因的調(diào)控和共表達(dá)的“預(yù)測工具”；（三）提供在線的分析平臺，方便用戶對鐵死亡相關(guān)ncRNA的搜索、查詢和在線分析。作者將繼續(xù)收集鐵死亡相關(guān)ncRNA的文獻(xiàn)報道，對數(shù)據(jù)庫定期更新。此外，數(shù)據(jù)庫還將添加其他實用工具來改進(jìn)數(shù)據(jù)庫，例如收集靶向鐵死亡相關(guān)ncRNA的小分子集合。ncFO數(shù)據(jù)庫為科研人員研究鐵死亡提供一個可靠、方便的平臺，輔助識別藥物靶點，最終有助于癌癥的治療。
