【原】ceRNA已被玩坏?试试lncRNA其他套路！

解螺旋 2020-08-27

展开全文

作者：子非鱼

转载请注明：解螺旋·临床医生科研成长平台

lncRNA这个八面玲珑的“当红炸子鸡”之所以能在各领域吃得开，它与RNA关系很铁这点居功至伟，不少ceRNA的文章因此而荣登高端杂志之上。可是时日长久，ceRNA在现阶段已经略显疲态，冲击高分文章也颇显难度。所以lncRNA研究文章若想自抬身价，深挖分子机制时就得另辟蹊径。

好在lncRNA与蛋白质的关系也是相当紧密的，确实也为lncRNA研究提供了一个新的思路，使得lncRNA分子机制研究不再如同高冷的女神一样，可望而不可及。而这两者之间错综复杂的关系大致可以分为以下三类：

a）转录前调控，涉及到DNA水平和组蛋白表观调控，以此来调控下游分子的转录。

b）转录调控，即lncRNA调控转录因子或与转录因子共激活因子协同来调控靶分子的表达。

c）转录后调控，lncRNA影响蛋白翻译后修饰，如泛素化修饰、磷酸化、乙酰化、糖基化等等，来调控蛋白降解或生成，进而影响蛋白质的表达水平及活性。

简言之，lncRNA就是通过影响蛋白表达水平、活性或定位来参与细胞生物功能。其次，考虑到信号通路无论何时都占据着分子机制的半壁江山，那么再将lncRNA-蛋白质这对搭档与经典信号通路强强联手，又何愁不能一马当先地冲锋在lncRNA研究的最前线呢？

显然，2015年Cancer Cell（IF=27.407）的一篇文章就做到了lncRNA-蛋白质、信号通路三者间的完美揉和，它聚焦NF-κB信号通路中的一个反常现象，主攻lncRNA对蛋白磷酸化的影响，并且详细爆料了lncRNA与NF-κB是如何主宰乳腺癌侵袭命运的。

老实说，现阶段有关NF-κB的研究是车载斗量。因而世人皆知，该转录因子蛋白家族素来喜欢与肿瘤、炎症狼狈成奸，进而在机体内大肆的兴风作浪。而这完全仰仗家族中的5个成员：Rel（cRel）、p65（RelA, NF-κB3）、RelB、p50（NF-κB1）和p52（NF-κB2），形成二聚体入核可介导下游基因功能转录。

其中，NF-κB通路的上游是受到IκB负向调控的，当IκB被IKK磷酸化后就会被降解，从而间接激活NF-κB通路，进而增强乳腺癌细胞侵袭能力。而奇怪的是，在炎症刺激条件下，尽管磷酸化功能保持完整的IKK能持续高表达时，但NF-κB被激活的时间却非常短。

显然存在某种机制阻断了IKK磷酸化对下游NF-κB的激活作用，而为了探究该过程是否与某些特殊lncRNA有关，研究者在以lncRNA芯片对乳腺癌细胞进行高通量筛选后，获得了一条由NF-kB信号通路诱导的定位于胞浆的lncRNA——NKILA（2570nt），并证实了它确能通过遮蔽IκB磷酸化修饰位点，阻遏由IKK诱导的IκB磷酸化作用，从而抑制乳腺癌转移。

至于NKILA对NF-κB通路的影响，研究者采取了“上下而求索”的方式，分别通过实验进行验证。

lncRNA NKILA可被NF-kB转录激活（通路上游）

先是通过p65的CHIP实验以及含有κB结合位点的DNA探针所进行的EMSA实验，均显示NKILA的转录起始点（TSS）上游的104-95位置存在一个κB结合位点，这说明NKILA的转录是会受到NF-κB通路的影响。

由于NF-κB的激活可显著增强乳腺癌细胞侵袭能力，研究者进一步对NKILA与乳腺癌细胞转移能力是否具有一定的相关性进行了研究。通过对NKILA动态表达的动态监控发现，高转移乳腺癌细胞内NKILA的半衰期要远低于低转移乳腺癌细胞。

miR-103/miR-107可下调 lncRNA NKILA表达（通路上游）

考虑到某些特异性miRNA的表达变化可能会导致NKILA的快速降解，研究者利用一个由434个miRNA所组成的文库对细胞进行筛选，并通过荧光素酶报告质粒验证，发现是miR-103和miR-107可以和NKILA相结合，致使NKILA的快速降解。

lncRNA NKILA抑制NF-kB的活性（通路下游）

实验结果还发现改变乳腺癌细胞内NKILA水平，NF-κB活性会出现反向变化，即高表达NKILA后可抑制NF-κB活性。这些结果表明NKILA是癌细胞中NK-κB的一个负向调控因子，并抑制了TNF-a诱导的P65核转位。

NKILA降低NF-kB活性机制研究

研究者先检测了NKILA对NF-κB通路中IκB和IKK的功能。结果发现，乳腺癌细胞中IκB磷酸化水平与NKILA负相关，但IKK的磷酸激酶活性不受影响。而RIP和RNA Pulldown表明NKILA nt300-500位置存在两个发夹结构（hairpinA和hairpinB）帮助NKILA与p65结合，并确保NKILA:NF-κB:IκBα复合体能够形成。