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lncRNA介绍专题:lncRNA与疾病

 微笑如酒 2018-01-29

这里借用Y叔的包,先看看近5年LncRNA的火爆程度吧

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LncRNA与心血管疾病

文献一:“The long noncoding RNA Wisper controls cardiac fibrosis and remodeling”。

LncRNA (Long non-coding RNA) 是一类长度>200 nt 的非编码RNA。据介绍,LncRNA比蛋白质的数据量要大得多,人体有9万多条LncRNA,但目前其功能与心血管病之间的联系目前尚不清楚。目前对于心肌梗死或损伤的治疗通常集中在心肌细胞,但是为了弥补心功能下降心脏成纤维细胞产生的细胞外基质沉积在心力衰竭的发病机制中起到重要作用。这篇文章则确定了一个超级增强子相关的长链非编码RNA——Wisper控制心肌纤维化及重塑。研究人员发现Wisper在心脏成纤维细胞富集、在鼠梗死的心肌组织中表达增高。用Wisper的反寡义核苷酸在梗死后治疗小鼠,也就是纤维化已经开始时,可以减少胶原蛋白及心脏弹力标记物的表达,减少组织重塑及提高心功能和生存率。Wisper在主动脉狭窄的人组织标本中表达增高,其与胶原容积分数及纤维化严重程度相关。这表明成纤维细胞特异性的长链非编码RNAs可能是纤维化治疗的有效靶点。

链接: https://www.ncbi.nlm./pmc/articles/PMC5643582/

文献二:'Central-acting therapeutics alleviate respiratory weakness caused by heart failure–induced ventilatory overdrive'

膈肌无力是心力衰竭(HF)特征之一,与呼吸困难和运动型疲劳有关。目前大多数研究都集中在HF的严重阶段,导致该原因悬而未决。而长期以来的理论认为是由肺水肿引起机械应力导致膈肌重塑,但稳定的HF患者很少出现肺水肿。而一项新的研究确定这不是唯一的原因。这篇文章利用小鼠构建了即使在没有肺水肿的心衰时发生膈肌无力。作者还将这一观察血管紧张素Ⅱ和β肾上腺素能信号的变化联系起来,导致中央控制通气过度。结果,研究人员发现,靶向β-肾上腺素能信号的药物在防止通气过度和随后的膈肌损伤方面是有效的,但只有当它们穿透血脑屏障时才有效。这些数据也说明了为什么尽管有类似的心血管疗效,相似的药物对死亡率及症状却有不同的益处。

链接https://www.ncbi.nlm./pubmed/?term=Central-acting%20therapeutics%20alleviate%20respiratory%20weakness%20caused%20by%20heart%20failure%E2%80%93induced%20ventilatory%20overdrive

文献三:'Soft robotic sleeve supports heart function '

目前面对心脏衰竭,主要通过心室辅助装置泵血来维持衰竭的心脏功能,但是需要检测和抗凝治疗以防止血栓形成。在一项新的研究中,来自哈佛大学工程与应用科学的研究人员创建了一个材料性质类似天然心脏的、能够紧贴心脏周围并提供心室辅助功能的软机器人装置。 这种机器人套管利用压缩空气来驱动人造硅肌肉进行压缩和旋转,进而模仿正常人的心脏运动。作者还表示这种人造肌肉可以选择性的选装、压缩一侧或两侧的心脏运动。在体外试验及药物诱导心脏骤停的成年猪体内植入后,均增加了心脏射血容量。此外由于该装置不接触血液,也就不需要抗凝治疗,也减少了目前心室辅助装置的并发症,如血栓和感染,有可能作为心力衰竭患者移植的桥梁。

链接:https://www.ncbi.nlm./pubmed/?term=Soft+robotic+sleeve+supports+heart+function

文献四:'TFEB inhibits endothelial cell inflammation and reduces atherosclerosis'

转录因子EB(TFEB)是细胞自噬和溶酶体合成的主要调节器。在一项新的研究中,来自密歇根大学心血管中心的研究人员发现内皮细胞中的TFEB减少了氧化应激和炎症反应,而这两者都是动脉粥样硬化发生发展的重要因素。研究人员发现在高脂饮食的小鼠中,内皮细胞中TFEB过表达的小鼠较其对照组动脉粥样硬化的损伤较小。由此可见提高内皮细胞中TFEB活性的治疗可以减缓动脉粥样硬化的发展,同时,由于TFEB的抗炎作用独立于其在细胞自噬中所发挥的作用,该结果也表明了该转录因子的新角色。

链接:https://www.ncbi.nlm./pubmed/?term=TFEB+inhibits+endothelial+cell+inflammation+and+reduces+atherosclerosis

文献五:“Hematopoietic stem cells gone rogue'

心血管疾病一直被认为是年龄相关的疾病,而衰老的一个标志就是增生组织体细胞中DNA突变的积累。尽管造血系统中体细胞突变经常发生在血液病患者中,但是造血系统中的体细胞突变与动脉粥样硬化、心血管疾病相关死亡有密切的关系。  TET2突变是血细胞中最常见的突变。平滑肌细胞TET2的减少与小鼠血管内膜损伤增加有关,在人粥样硬化的动脉中TET2表达也减少。在小鼠研究中发现TET2缺失导致了巨噬细胞池的巨大扩张,而TET2缺失的巨噬细胞在促炎因子白细胞介素1β上大幅增加,包括其前提形式和活性复合体。TET2促进动脉粥样硬化这一观念不仅为治疗动脉粥样硬化提供了新思路,更是打开了研究TET2在其他体细胞突变相关疾病中所扮演角色的大门。

链接:https://www.ncbi.nlm./pubmed/?term=Hematopoietic+stem+cells+gone+rogue

文献六:'APF lncRNAregulates autophagy and myocardial infarction by targeting miR-188-3p'

细胞自噬是对环境应激的一种进化保守应答过程。异常的自噬活动与多种病理性过程有关,如癌症、神经退行性疾病和心血管疾病。该研究鉴别出了一种叫做APF的长链非编码RNA(lncRNA),并证实它可以通过靶向miR-188-3p和ATG7调控自噬和心肌梗死。非编码RNA是近来发现的具有基因调控作用的新因子,参与多个细胞生物学过程的调节,但ncRNA如何调节心脏中的自噬过程仍未可知。自噬促进因子(APF)的长链非编码RNA能够直接与miR-188-3p结合抑制其活性,促进ATG7的蛋白质翻译,进而影响自噬过程。

文献链接:https://www.ncbi.nlm./pubmed/?term=%20APF%20lncRNAregulates%20autophagy%20and%20myocardial%20infarction%20by%20targeting%20miR-188-3p

LncRNA与糖尿病

文献一:'Long non-coding RNA LINC01619 regulates miR-27a/FOXO1 and endoplasmic reticulum stress-mediated podocyte injury in diabetic nephropathy'

长非编码RNAs(lncRNAs)活性的改变与microRNAs的调控有关。MicroRNA-27a (miR-27a)上调可在糖尿病肾病(DN)中诱导内质网应激(ER应激)和足细胞损伤。本研究的目的是研究miR-27a与长基因间非编码RNA 1619(LINC01619)以及靶基因的相互调控网络。本研究表明了LINC01619在DN中作为竞争内源性RNA(ceRNA)的功能,并可调节miR-27a/FOXO1介导的ER应激和足细胞损伤。LINC01619在人类DN肾活检组织中下调,并导致蛋白尿和肾功能下降。LINC01619在足细胞细胞质中表达,参与ER应激信号通路。LINC01619通过充当miR-27a的“海绵”来发挥生物学功能,其可以消极地靶向叉头框蛋白O1(FOXO1)和激活ER应激。在糖尿病大鼠和高糖培养的足细胞中,LINC01619引起氧化应激和足细胞损伤,表现出细胞凋亡增加、弥散性足细胞足突消失和肾功能下降。

链接:https://www.ncbi.nlm./pubmed/?term=Long+non-coding+RNA+LINC01619+regulates+miR-27a%2FFOXO1+and+endoplasmic+reticulum+stress-mediated+podocyte+injury+in+diabetic+nephropathy

文献二:“Circulating 'lncRNA OTTHUMT00000387022' from Monocytes as aNovel Biomarker for Coronary Artery Disease”

文献三:' Plasma long non-coding RNA, CoroMarker, a novelbiomarker for diagnosis of coronary artery disease'

通过对15对冠心病(CAD)病人和正常人的血浆和单核细胞提取total RNA后进行lncRNA芯片研究,并在后续对研究结果在几百份样本例进行了验证,发现了来自于血浆和单核细胞针对冠心病的共同lncRNAbiomarker(CoroMarker),本研究为冠心病的预防及诊断奠定了基础。这是两篇文献将近年来研究的热点lncRNA作为候选biomarker,并在同一个人的两种类型的样本(血浆和PBMC细胞)进行了研究,分别发表了两篇高档次文章。从样本数量(近400份),研究思路(筛选,验证,模型建立,测试,特异性分析,细胞系基因敲除等)都是非常经典的套路。值得注意的是,该研究从血浆样本和PBMC样本中找到了共同的biomarker(CoroMarker),丰富了以后运用lncRNA作为冠心病诊断的biomarker。

文献四:Human Pancreatic β Cell lncRNAs Control Cell-Specific Regulatory Networks.

β细胞lncRNA通常是细胞特异性的,并且在分化期间或在改变葡萄糖浓度时显示出动态调节作用。尽管这些特征暗示了lncRNA在β细胞基因调节和糖尿病中的作用,但β细胞lncRNA功能在很大程度上未知。在这项研究,研究人员调查β细胞特异性lncRNAs和转录因子的功能,使用转录敲低和共表达网络分析策略。揭示了lncRNAs与转录因子协同调节β细胞特异性转录网络。进一步证明lncRNA PLUTO影响局部3D染色质结构和PDX1的转录,其中PDX1编码关键的β细胞转录因子,而且PLUTO和PDX1在具有2型糖尿病或葡萄糖耐量降低的供体的胰岛中下调。这些结果表明lncRNAs调控着β细胞特异性转录因子网络。

文献链接:https://www.ncbi.nlm./pubmed/28041957

LncRNA与阿尔兹海默症

文献一:'Distinct Expression of Long Non-Coding RNAs in an Alzheimer's Disease Model'

阿尔兹海默症是一种神经退行性疾病。随着转录组方法的不断改进,无数之前未知的non-coding RNA被鉴定出来。其中,lncRNA 越来越被重视由于其与AD (Alzheimer's Disease) 的相关性。这篇文章共分析了4622个 lncRNA,与对照组相比,205个在triple transgenic model of AD (3xTg-AD)有显著的异常,230个在3xTg-AD组内有年龄相关的异常表达。这些lncRNA大部分与其毗连的protein-coding gene的表达上调(或下调)一致。对这些lncRNA及其毗连的基因做GO,发现显著地富集在DNA依赖的转录调控,转录调控因子活性,胚胎器官形态发生等通路

文献链接:https://www.ncbi.nlm./pubmed/25624420

文献二:'Long noncoding RNAs and Alzheimer’s disease'

lncRNAs影响AD发病机制,因为它们具有多种生物化学和功能效应,如染色质调节,转录后和翻译后调节以及蛋白质复合体组织。lncRNAs可以在表观遗传,转录和转录后水平调节基因表达。 最近的研究表明,lncRNA参与许多神经疾病,如癫痫,神经退行性疾病和遗传疾病。 阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病,占老年人痴呆症的80%以上。 这篇综述中重点介绍了最近研究lncRNAs在阿尔茨海默病中的作用,并关注一些可能成为阿尔茨海默病病理生理学基础的特定lncRNAs,因此可能成为潜在的治疗靶点。

文中异常表达的LncRNA

文献三:长链非编码RNA BC088414在神经细胞缺氧缺血损伤中的作用

将大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤(PC12)细胞分为常氧组、氧糖剥夺处理组(OGD组)、小分子RNA常氧组(si RNA组)及si RNA OGD组,n=3。以无葡萄糖无血清DMEM培养液于37℃、1%O2+99%N2/CO2条件下培养细胞6 h,建立缺氧缺血体外模型。采用实时定量PCR法检测BC088414、肾上腺素受体β2(Adrb2)和半胱氨酸蛋白酶6(Casp6)m RNA的表达;利用小分子干扰RNA(si RNA)抑制PC12细胞中BC088414的表达;采用TUNEL法检测细胞凋亡情况。结果 OGD组细胞凋亡指数明显高于常氧组(P〈0.01),抑制BC088414表达后,PC12细胞的凋亡指数明显低于OGD组(P〈0.05)。经OGD处理后,PC12细胞中BC088414、Adrb2和Casp6 m RNA表达水平较常氧组均明显增加(P〈0.05);抑制BC088414表达,可导致PC12细胞中Adrb2和Casp6 m RNA表达水平较常氧组降低,且可抑制OGD诱导的Adrb2和Casp6 m RNA表达上调(P〈0.05)。结论长链非编码RNA BC088414可能通过Adrb2和Casp6促进凋亡,加重缺氧缺血引起的神经细胞损伤。

LncRNA与疾病相关性预测工具

LDAPLncRNA-Disease Association Prediction):越来越多证据表明长链非编码RNA(long nocoding RNA,LncRNA)在许多人类疾病中发挥重要的作用。因此预测lncRNA与疾病的相关性对于阐明疾病的致病的复杂机制发挥重要的贡献。目前已经有一些计算方法来预测lncRNA与疾病的相关性,然而大部分方法通过单一的数据资源进行相关性分析。本文作者开发了一种新的计算机方法将多种生物数据资源进行整合的方法预测lncRNA与疾病的相关性。界面十分简洁,将lncRNA序列直接输入即可预测。LDAP是基于lncRNA相似性和疾病相似性,通过bagging SVM分类器方法预测lncRNA和疾病相关性。通过这个方法成功的预测已知和未知lncRNA与疾病相关性,可作为探索lncRNA与疾病相关性研究的一个参考工具。网址:http://bioinformatics./ldap

原理图:

以及排名前十的乳腺癌相关的工具:

最后再给大家推荐一个LncRNA与Alzheimer’s Disease相关的blog:http://www./tag/alzheimers-disease/,里面会推送近期相关的文献,课题相近的可以多关注一下。



参考资料:

LncRNA Disease: a database for long-non-coding RNA-associated diseases

http://bbs.iiyi.com/thread-3426763-1.html

http://mp.weixin.qq.com/s/IdJ0z7n6kDbKNtXRepZXAQ

http://mp.weixin.qq.com/s/DTjU4HHLbzI9gy-ElN-m9Q

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