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RNA家族作为科研界的后起之秀，一直备受瞩目。而近年来，除了魅力不减当年的miRNA、炙手可热的lncRNA，ceRNA也开始崭露头角，成为科研界的耀眼明星。ceRNA（competing endogenous RNAs，竞争性内源RNA）假说揭示了一种RNA间相互作用的新机制。

基于20多年对microRNA的相关研究，我们能够了解到这类长度仅包含17-25个核苷酸的内源性非编码RNA作为转录后调控因子广泛参与机体的发育、分化以及新陈代谢等生理过程，其在生命周期的基因调控网络中发挥着重要的作用。

同时发现，microRNA在进化上高度保守，一种microRNA可通过与靶基因mRNA 3’UTR区域的MRE识别并诱导基因沉默复合物RISC的装配，进而调控多个靶基因的活性或稳定性，且多种microRNA也可协同调控同一个靶基因。

由此设想，共享有同一种microRNA MRE序列的不同基因转录物间构成了竞争，他们对同种microRNA的结合此消彼长，从而形成复杂的RNA调控网络，既调节各自的表达水平又相互影响，最终影响细胞的命运，即为ceRNA假说。

其实，ceRNA并不是一种新的RNA分子，只是一种新发现的基因表达调节机制。且在此基础上提出的ceRNA假说是对传统miRNA→RNA学说的补充，并认为存在反向RNA→miRNA作用方式，即ceRNA是通过与miRNA反应原件（MREs）竞争相同的miRNA，进而调节靶基因转录本的表达。正如下图所示，当ceRNA表达沉默时，mRNA则在miRNA介导的沉默复合体（RISC）作用下降解；而当ceRNA被转录后，可竞争结合RISC复合物，降低miRNA抑制功能，上调靶基因的表达量。

这种共享有相同MRE又构成竞争关系的不同转录物统称为竞争性内源RNA（completing endogenous RNA， ceRNA），包括编码蛋白的mRNA、长链非编码RNA（lncRNA）、假基因转录本以及环状RNA（circRNA）等。该假说先后通过生物信息学、细胞生物学等实验得到了验证，向我们展示了全新的转录组调控网络。

ceRNA又有何特点呢？

miRNA，ceRNA调控示意图

细胞内除mRNA之外，还存在另外一些RNA分子，比如长链非编码RNA（lncRNA）也存在miRNA应答元件（MRE），当lncRNA与mRNA存在相同的MRE时，他们之间构成了竞争相同种类miRNA的关系，换句话说，细胞内lncRNA表达水平的高低，直接影响了可被相应mRNA结合的miRNA数量的多少，也就是说，lncRNA通过MRE这个桥梁，间接地调控了mRNA的表达水平，从而调控细胞功能。

ceRNA表达水平的关系

假设RNA X与Y是一对ceRNA分子，X和Y转录本上有三种MRE，细胞内可被利用的miRNA有三种，共12个miRNA分子，在细胞稳态下，X和Y分别结合6个miRNA，我们分别来分析下Y基因发生高表达、低表达两种情况下，对X基因表达有何影响：

1）当Y发生高表达时，细胞内Y转录本升高，它会竞争结合更多的miRNA分子（图示为9个），而仅剩3个miRNA与X结合，miRNA对靶基因表达水平起负调控作用，此时相当于Y基因高表达后，削弱了miRNA对X表达的抑制，因此导致X随着Y表达水平升高而升高；

2）当Y发生低表达时，细胞内转录本数量减少，它仅结合少量的miRNA（图示为3个），而剩余的9个miRNA与X结合，在此情况下，Y表达水平下调，使更多的miRNA来抑制X的表达，所以，X随着Y表达水平降低而降低。因此，通过分析可知，ceRNA之间的表达水平变化趋势是一致的。

根据ceRNA的概念和作用机制，不难总结出ceRNA的特点：

a）ceRNA存在相同的miRNA结合位点

b）ceRNA都受miRNA调控

c）ceRNA之间存在相互调控关系，且表达水平变化趋势一致

ceRNA研究思路

阶段1：确定研究对象，比如用药前后、不同发育阶段、癌vs癌旁。

阶段2：筛选差异miRNA，LincRNA、mRNA等等，主要是用microarry、NGS。

阶段3：进行ceRNA调控网络的预测，运用生信挖掘。

阶段4：最后进行ceRNA调控关系和功能的验证，比如说ceRNA调控关系验证ceRNA对目的基因的影响，从蛋白水平，RNA水平或者竞争结合区域验证；ceRNA对miRNA吸附性，miRNA结合位与miRNA的调控关系；或者功能验证，比如是细胞水平、动物模型、临床水平等。

①ceRNA关系对的获取

②ceRNA的验证试验（LncRNA为例）

做研究少不了要数据库 ，选出10个最为实用的ceRNA数据库供您所用

1. http://starbase.sysu.edu.cn/

一个高通量实验数据CLIP-Seq（或称为HITS-CLIP,PAR-CLIP,iCLIP）和mRNA降解组测序数据支持的microRNA靶标数据库,包含了miRNA-mRNA，miRNA-lncRNA，miRNA-circRNA，miRNA-ceRNA 和RNA-protein等的调控关系。整合和构建了最全面的靶标预测软件的交集和调控关系。

2. TargetScan http://www.targetscan.org/

基于靶mRNA序列的进化保守等特征搜寻动物的microRNA靶基因。是预测microRNA靶标假阳性率较低的软件。

3. PicTar http://pictar.mdc-berlin.de/

基于microRNA或microRNA靶标联合作用等特征开发的搜寻动物的microRNA靶基因。假阳性率也较低。

4. miRbase http://mirbase.org/index.shtml

众所周知的microRNA基因注释数据库。目前miRBase只提供了microRNA的靶标的预测软件的链接（如：PicTar）。

5. ChIPBase http://deepbase.sysu.edu.cn/chipbase/

整合CLIP-Seq和ChIP-Seq的数据探讨microRNA的转录和转录后调控，构建转录因子→microRNA→靶标的调控网络。

6. StarScan http://mirlab.sysu.edu.cn/starscan/

基于降解组测序（degradomesequencing）数据预测动植物的各类小RNA（miRNA、piRNA和内源的siRNA）靶向的lncRNA，circRNA, pseudogene和mRNA的软件服务平台。目前已经整合了20个动物和植物的物种的降解组测序数据。

7. miRecord http://mirecords.biolead.org/

一个整合的microRNA靶标数据库，整合了多个靶标预测软件的调控关系。

8. PITA http://genie.weizmann.ac.il/pubs/mir07/mir07_data.html

一个整合的microRNA靶标数据库，整合了多个靶标预测软件的调控关系。这里

9. miRTarBase http://mirtarbase.mbc.nctu.edu.tw/index.html

整合已由实验证实的microRNA靶标的数据库。

10. miRGator v2.0 http://mirgator.kobic.re.kr:8080/MEXWebApp/

整合microRNA表达、靶标和疾病相关信息的数据库。

还有一些专用的ceRNA数据库，如http://www.oncomir.umn.edu/cefinder/ 也是非常不错的。