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核酸研究。2013年1月；41（数据库问题）：D983–D986。
2012年11月21日在线发布。 数字对象标识：1093/nar/gks1099年10月10日
预防性维修识别码：项目经理3531173
PMID：23175614

LncRNADisease：长时间非编码RNA相关疾病数据库

耿晨,1,2的情况下，三 王紫云,2 王东青（Dongqing Wang）,2 邱成祥,2 刘明熙,4 邢晨,4 张奇鹏,2 桂英燕,4,*和崔清华1,2的情况下，三，*
作者信息 文章注释 版权和许可信息 PMC免责声明

摘要

在本文中，我们描述了一个长非编码RNA（lncRNA）和疾病关联数据库（LncRNADise），该数据库可在http://cmbi.bjmu.edu.cn/lncrnadisease网站近年来，大量lncRNA被鉴定出来，越来越多的证据表明lncRNA在各种生物过程中发挥着关键作用。因此，lncRNA的功能障碍与多种疾病有关。因此，了解lncRNAs在疾病中的作用并确定候选lncRNAs对疾病诊断、治疗和预后至关重要。为此，一个高质量的lncRNA–疾病关联数据库将非常有益。在这里，我们描述了LncRNADisease数据库，该数据库收集并整理了大约480个实验支持的lncRNA疾病关联条目，包括166种疾病。LncRNADisease还收集了478条不同分子水平的lncRNA相互作用伙伴，包括蛋白质、RNA、miRNA和DNA。此外，我们用基因组信息、序列、参考文献和物种注释了lncRNA–疾病关联。我们对疾病名称和lncRNA功能障碍类型进行了标准化，并对每个条目进行了详细描述。最后，我们开发了一种生物信息学方法来预测新的lncRNA-疾病关联，并将该方法和1564个人类lncRNAs的预测关联疾病整合到数据库中。

简介

人类转录组分析中一个令人惊讶的发现是，蛋白质编码序列只占基因组转录的一小部分(1). 大多数人类基因组转录物是非编码RNA，特别是长非编码RNA（lncRNAs）(2). 通常，lncRNAs在物种间的保守性较低，并且通常表现出低表达水平和高组织特异性(3–5). 因此，在首次发现时，lncRNAs通常被认为是转录噪声(5). 近年来，越来越多的研究表明，一些lncRNA不是转录噪声，但具有重要功能，例如影响基因转录、靶向RNA聚合酶II、调节剪接和参与表观遗传学(6). 此外，根据竞争内源性RNA理论(7)，lncRNAs可能通过与microRNA（miRNAs）竞争性结合，在功能上与广泛的RNA分子相互作用，这表明lncRNA可能在广泛的生物过程中发挥关键作用。先前的研究产生了大量lncRNA相关数据，包括序列、表达谱和功能。因此，安排和注释这些数据对于更好地理解lncRNAs非常重要。几个lncRNA数据库确实为研究lncRNA提供了帮助(8–10). 例如，NRED是lncRNA表达数据的数据库(10). lncRNAdb数据库提供详细的lncRNA信息，包括序列、功能、表达、相关蛋白和细胞位置(8). 尽管NONCODE数据库不是lncRNA的特异性数据库，但它在第三个版本（NONCODE v3.0）中对lncRNA的序列、功能、表达和细胞位置进行了策划(9).

最近，研究人员试图了解lncRNA与疾病之间的关系。研究表明，lncRNA功能障碍与多种疾病有关(5)包括癌症(11)、心血管疾病(12)和神经变性疾病(13). 例如，lncRNAPCA3公司是一种高度前列腺癌特异性分子PCA3公司score有可能成为前列腺癌侵袭性的生物标志物(14). lncRNA的上调HOTAIR公司是肝移植后肝癌患者肿瘤复发的独立预后因素(15). 一项研究证实了lncRNA的高度特异性和敏感性UCA1公司从尿沉渣中诊断膀胱癌，表明UCA1公司是膀胱癌诊断的潜在生物标志物(16). 戈迪尼奥等。(17)发现lncRNABCAR4号机组可能是抗雌激素抵抗乳腺癌治疗的潜在靶点，因为在有各种抗雌激素和无雌激素的情况下，其在乳腺癌细胞中的强制表达会导致细胞增殖。上述研究表明，lncRNAs可能有助于了解疾病，并有助于发现疾病诊断、治疗和预后中的潜在分子。因此，对lncRNA-疾病关联性的研究正成为lncRNAs和疾病最重要的课题之一。因此，一个高质量的lncRNA–疾病关联数据库将有助于研究lncRNA在疾病中的作用，但目前尚不可用。为了建立这样一个数据库，我们手动整理了文献中实验报告的lncRNA与疾病的关系，并创建了一个数据库LncRNADise。我们为每个条目提供了详细的注释信息。此外，我们策划并注释了实验支持的lncRNA相互作用伙伴。此外，我们开发了一种生物信息学方法来预测新的lncRNA与疾病的相关性，并将该方法及其预测结果集成到数据库中。

数据源和实施

首先，我们从国家生物技术信息中心下载了PubMed数据、非蛋白编码RNA基因信息和基因-PubMed-关联数据。其次，我们手动整理数据并检索lncRNA–疾病对。不同的研究人员对所有lncRNA-疾病对进行了双重检查。提供了PubMed数据库中原始文章的超链接。我们还注释了序列和物种信息。我们进一步规范了lncRNAs和疾病的名称。我们总共策划了166种疾病，其中癌症（39.8%）、心血管疾病（10.8%）和神经变性疾病（8.4%）是前三类(图1A） ●●●●。此外，我们对lncRNAs与疾病的相关性进行了详细描述，并为每个条目策划了功能障碍类型。例如，如果条目的功能障碍证据来源于表达数据，则该条目的功能障碍类型将被视为“表达”。功能障碍类型的分布如所示图1B.除了lncRNA–疾病关联数据外，我们还整理了实验支持的lncRNA相互作用，并根据相互作用分子和相互作用特征对相互作用进行了分类。例如，在RNA水平上，lncRNA可能与蛋白质相互作用(18)，RNA(19)，lncRNA(20)和miRNA(21). 它们的相互作用可能是约束、调节和共同表达。在DNA水平上，lncRNA基因的启动子可能与转录因子（TF）结合并受TF调节(22).

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疾病统计和分布(A类)和功能障碍类型(B类)LncRNADise数据库中的lncRNAs。

所有数据都使用SQLite（轻量级数据库管理系统）组织在“LncRNADise”数据库中。该网站是基于Python web框架Django开发的http://cmbi.bjmu.edu.cn/lncrnadisease网站.

预测新型LNCRNA–疾病关联

LncRNADisease不仅被设计为实验支持的lncRNA-疾病关联数据的资源，而且被设计为预测新的lncRNA-疾病关联的平台。在这项研究中，我们提出了一种基于给定lncRNA的基因组背景预测新lncRNA与疾病关联的方法。我们之前表明，miRNAs在基因组中彼此紧密定位（尤其是2kb内的miRNAs），并且往往与类似疾病相关(23,24). 在这里，我们研究了lncRNAs是否倾向于与与其基因组相邻基因相似的疾病相关。因此，我们确定了与报告的疾病相关的任何lncRNA中2 kb nts内的蛋白编码基因和miRNAs。然后我们鉴定了与相邻基因/miRNAs具有相同相关疾病的lncRNAs。我们发现33个lncRNAs与其相邻基因/miRNAs与同一疾病相关。为了评估其重要性，我们随机对与lncRNAs相关的疾病进行了10000次重复验证，并计算了与其相邻基因/miRNAs相同的相关疾病相关的lncRNA的数量。结果，没有一个计数大于33，预期数字为9，表明lncRNAs及其相邻基因/miRNAs往往与同一疾病相关(P（P）< 1 × 10−4、随机试验；图2). 这一结果表明，我们可以通过与相邻基因/miRNA相关的疾病来预测lncRNA的潜在相关疾病。基于上述观察结果，我们开发了一种工具来预测新的lncRNA与疾病的关联，并使用该工具识别出人类基因组中所有lncRNA的潜在相关疾病。最后，我们将工具和预测结果集成到LncRNADisease数据库中。

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lncRNAs与其相邻基因/miRNAs共患病的意义。蓝色三角形表示随机病例中与其相邻基因/miRNAs相同疾病相关的lncRNAs数量分布。红色箭头表示与其相邻基因/miRNAs同一疾病相关的lncRNAs的实际数量。

查询数据库

我们为用户提供了几种查询LncRNADise数据库的方法。首先，用户可以通过lncRNA名称或疾病名称浏览LncRNADisease。在“浏览”页面中单击一个lncRNA或疾病时，LncRNADise将返回匹配条目的列表。其次，我们为“搜索”页面中lncRNAs或疾病的完整或部分名称的条目提供了“模糊搜索”功能。“搜索”不区分大小写。我们还提供了一个页面，提供了预测新型lncRNA与疾病关联的工具。此外，数据库中的所有数据，包括lncRNA-疾病关联、预测的lncRNA–疾病关联和lncRNA相互作用，都可以下载。用户还可以向数据库提交新数据。此外，“帮助”页面中提供了有关数据库使用的详细教程。

未来的扩展

LncRNADisease数据库是该项目的第一步。将进一步扩展。LncRNADisease数据库将每2个月更新一次实验支持的lncRNA-疾病关联数据。与此同时，正在开发一些用于分析lncRNA–疾病关联数据的新工具，并将在未来集成到LncRNADisease数据库中。例如，我们正在开发基于表达谱和相互作用伙伴的方法来预测新型lncRNA与疾病的关联，并期望在不久的将来将这些方法集成到数据库中。

讨论和结论

越来越多的研究表明，lncRNA具有重要功能，并与广泛的疾病相关。LncRNAs正在成为疾病诊断、治疗和预后的潜在新分子。在本文中，我们描述了一个lncRNA和疾病关联数据库LncRNADise。LncRNADisease数据库集成了多种类型的数据，例如实验支持的lncRNA–疾病关联数据、实验支持的lincRNA相互作用数据和预测的lncRNA-疾病关联数据。此外，我们开发了一种生物信息学方法，根据新lncRNA的基因组背景预测其潜在相关疾病，并将该方法整合到lncRNA疾病中。

lncRNA在疾病中的重要作用正在吸引更多的生物医学研究人员。因此，预计未来将公布更多实验支持的lncRNA-疾病关联，这些数据将整合到LncRNADisease数据库中。更重要的是，尽管已鉴定出数千种lncRNA，但据报道，与疾病相关的lncRNA数量有限。越来越需要通过生物信息学方法预测lncRNA的潜在相关疾病。因此，LncRNADise的另一个主要目标是开发和整合更多的生物信息学方法，以分析和预测lncRNA-疾病关联。最后，我们相信LncRNADise对于lncRNAs和疾病的研究是有用的，并且当它在未来集成更多的数据和工具时，将在这个主题中提供更多帮助。

基金

国家基础研究计划[2012年CB517500]; 国家自然科学基金[31000585; 和11021161]. 开放获取费用资助：国家基础研究计划[2012CB517500]。

利益冲突声明。未声明。

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文章来自核酸研究由以下人员提供牛津大学出版社