Orcun Avsar, Department of Molecular Biology and Genetics, Faculty of Science and Art, Hitit University, Corum, Turkey e-mail: orcunavsar.gen@gmail.com

In Silico Analysis of miRNA-mediated ceRNAs as Potential Molecular Biomarkers in Glioblastoma

Abstract

Objectives: Glioblastoma multiforme (GBM) is defined as the most frequent and lethal form of the primary brain tumors in the central nervous system (CNS) in adults. Recent studies have focused on the identification of the new targets for the diagnosis and treatment of GBM and resulted in great interest for miRNAs due to their regulatory effects in cancer pathogenesis. Thus, we aimed to characterize novel molecular biomarkers for GBM by computational analysis.

Methods: 118 miRNAs that are clinically related with glioblastoma and proven by experimentally were exported through miRTarBase database. 1016 genes projected by these 118 miRNAs were determined via ComiR database. Subsequently, the genes with transcribed ultraconserved regions (T-UCRs) in their exonic regions were designated and the genes which have potential competing endogenous RNA (ceRNA) activities were extracted. Genes with remarkable expression profile differences between glioblastoma and normal brain tissues among ceRNAs that are associated with glioblastoma involving T-UCR were identified.

Results: The statistical analysis of the correlation between PBX3 and NRXN3 genes and glioblastoma was carried out by Spearman correlation test. PBX3 and NRXN3 expression was significantly higher and lower in glioblastoma than in normal brain tissues, respectively. On the other hand, the other genes did not have any remarkable differential expression pattern.

Conclusion: Based on the findings of the current study, it is determined that NRXN3 acts as a tumor suppressor gene and NRXN3 gene is downregulated in GBM. PBX3 gene functions as an oncogene and is upregulated in GBM.

Keywords: Glioblastoma, GBM, miRNA, ceRNA, T-UCR.

Glioblastomada Potansiyel Moleküler Biyobelirteçler Olarak miRNA Aracılı ceRNA’ların İn Siliko Analizi

Öz

Amaç: Glioblastoma multiforme (GBM), yetişkinlerde santral sinir sistemi (SSS)’ndeki primer beyin tümörlerinin en sık görülen ve en öldürücü tipi olarak tanımlanmaktadır. Son yıllardaki çalışmalar, GBM’nin teşhisi ve tedavisi için yeni hedeflerin tanımlanmasına odaklanmış ve kanser patogenezindeki düzenleyici etkileri nedeniyle miRNA’lara büyük ilgi uyandırmıştır. Bu nedenle, bu çalışmada GBM için yeni moleküler biyobelirteçlerin hesaplamalı analizlerle tanımlanması amaçlanmıştır.

Yöntemler: Glioblastoma ile klinik olarak ilişkili olan ve deneysel olarak kanıtlanmış 118 miRNA, miRTarBase veri tabanından elde edildi. Elde edilen 118 miRNA tarafından hedeflenen 1016 gen ComiR veri tabanı aracılığıyla belirlendi. Akabinde, ekzonik bölgelerinde transkribe edilmiş ultra-korunmuş bölgelere (T-UCR) sahip genler belirlendi ve potansiyel olarak endojen rekabetçi RNA (ceRNA) aktivitelerine sahip olan genler ekstrakte edildi. T-UCR içeren glioblastoma ile ilişkili ceRNA’lar arasından glioblastoma ve normal beyin dokuları arasında önemli ekspresyon profili farklılıklarına sahip genler tanımlandı.

Bulgular: PBX3 ve NRXN3 genleri ile glioblastoma arasındaki korelasyonun istatistiksel analizi Spearman koralasyon testi ile gerçekleştirildi. Normal beyin dokularına göre glioblastomada PBX3 gen ekspresyonu daha yüksek iken NRXN3 gen ekspresyonu daha düşüktü. Diğer taraftan, diğer genler anlamlı farklılık gösteren ekspresyon paternine sahip değildi.

Sonuç: Mevcut çalışmanın bulgularına göre, NRXN3 geninin tümör baskılayıcı olarak işlev gördüğü ve GBM’de downregüle edildiği ve PBX3 geninin onkogen olarak görev aldığı ve GBM’de upregüle edildiği belirlendi.

Anahtar kelimeler: Glioblastoma, GBM, miRNA, ceRNA, T-UCR.

Dicle Med J  2021; 48 (3): 451-467

Doi: 10.5798/dicletip.987908