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美国国立卫生研究院曹海明教授主要研究能量代谢的复杂调控机制,揭示代谢性疾病的发病机制。其团队在解析 lncRNA 在小鼠代谢性疾病领域的调控过程取得了一系列突破性发现。 近期,该实验室采用 Arraystar Mouse LncRNA 芯片研究病理代谢条件下小鼠的关键代谢器官中的 mRNA 和 LncRNA,筛选出小鼠不同代谢状况下的组织特异性 lncRNA。通过过表达和敲除 lncRNA-Gm16551,阐明了 lncRNA-Gm16551 是代谢转录因子 SREBP1c 和脂肪生成等的负调控因子。该研究成果发表在细胞代谢领域权威期刊 Cell Metabolism(影响因子 17.56)。(芯片实验由 Arraystar 提供技术服务) 研究背景: 物质和能量代谢是生命最基本的特征之一,而维持代谢平衡是生命活动最基本的需求。哺乳动物的关键代谢器官通过内分泌因子传递、调节信号来系统性地调控机体能量平衡。此外,机体的能量代谢状态还能系统性影响免疫反应、生育、疾病病理等过程。长链非编码 RNA 是近些年逐渐引起科学界关注的一类长度大于 200nt,不编码蛋白质的一类 RNA。LncRNA 影响很多细胞功能,包括染色质修饰,转录调控,RNA 稳定性和翻译调控。然而,LncRNA 在能量代谢活动中的作用仍然是未知的。因此,鉴定出重要的 lncRNA 代谢调控因子并探究 lncRNA 在疾病代谢通路中如何发挥功能具有重要的研究和应用价值。 研究思路: 为了系统研究 lncRNA 在调节能量代谢中的作用,作者首先利用 Arraystar Mouse LncRNA 芯片研究小鼠关键代谢器官在代谢病理生理条件下 lncRNA 和 mRNA 的表达。研究结果发现 4759 个上调的 lncRNA 中 359 个具有组织特异性和代谢敏感的 lncRNA,并通过 lncRNA-mRNA 相关性分析发现它们在能量代谢很多方面具有功能。对 lncRNA 进行功能预测并利用细胞实验研究目标 lncRNA 在特定的代谢通路中的功能。 此法获得了组织特异性的 lncRNA 代谢调控因子群体,鉴定了一个参与肝脏脂质代谢调控的特异性 lncRNA-Gm16551,它被脂肪代谢主要转录因子 SREBP1c 上调表达;利用 lncRNA-Gm16551 基因敲除小鼠,检测发现关键脂肪生成基因受到上调表达以及甘油三酯代谢循环水平上升。这些研究结果表明 lncRNA 参与构成了营养感应和代谢响应的重要组分。 技术路线: 结果展示: A 图 A:小鼠不同代谢条件下组织特异性 mRNA(上图)和 lncRNA(下图)在肝脏(左)、脂肪(中)和肌肉(右)分布图 B 图 B:代谢敏感型 lncRNA 的关联差异 mRNA 在肝脏中的生物过程 GO 分析 C 图 C:肝脏组织中过表达代谢转录因子 SREBP1c 24 h 后,LncRNA 的表达水平变化 D 图 D:在小鼠肝脏组织敲低或过表达 SREBP1c 和 lncRNA-Gm16551 时,下游调控基因表达水平变化 研究意义: 本研究利用 Arratstar Mouse LncRNA 芯片技术筛选建立了代谢调控关联的 lncRNA 复杂谱系,随后结合生物信息学手段和实验分析的方法,阐明了 lncRNA 参与代谢稳态维持的功能。本研究结果有力支持了小鼠模型中 lncRNA 是作为重要的代谢调控因子构成营养感知和代谢应答一个重要组分,为 lncRNA 在人类代谢疾病的功能研究奠定了基础。 论文链接: Integrative Transcriptome Analyses of Metabolic Responses in Mice Define Pivotal LncRNA Metabolic Regulators. http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2016.08.019 康成生物工程有限公司 地址:上海市虹漕路 421 号 63 号楼 2 楼 免费热线:400-886-5058;800-820-5058 电话:021-64451989 传真:021-64452021 www.kangchen.com.cn |