lncRNAANRIL在心血管疾病、II型糖尿病、青光眼、颅内动脉瘤和癌症中均有作用,作者通过体内和体外实验证明高糖导致在视网膜内皮细胞中的ANRIL上调,及分析ANRIL对VEGF表达的调节作用和在糖尿病性视网膜病变中的作用。该文lncRNA研究线路清晰完整值得一看。
过去曾被认为是基因组的"暗物质"的长片段非编码RNA(lncRNAs),已被发现在各种生物过程中发挥关键作用。LncRNAANRIL位于一个冠状动脉疾病和II型糖尿病的遗传易感位点。研究人员通过在体内和体外分别检测LncRNAANRIL对血管内皮生长因子(VEGF)的调节作用,从而探究ANRIL在糖尿病引起的视网膜病变中所扮演的角色。
研究背景糖尿病引起的视网膜病变是50岁以上的个体中最常见的致盲原因,影响三分之一的糖尿病患者。它是一种慢性血管并发症,其特征为低度炎症,血清通过微血管渗漏,血管通透性增加,最终导致新生血管形成和形态改变。虽然在过去的十年中,早期诊断和预防方面已经取得了一定进展,然而,在这种并发症导致视网膜中的功能和结构改变仍然是一个重大的挑战。内皮细胞(EC)是高血糖损伤的主要目标,在高血糖状态下经历渗透性增加,重塑和表型改变,这个过程中有各种血管活性因子参与血管生成。然而,在内皮细胞中的VEGF信号传导代表了该过程中的一个主要限速步骤:响应提高的氧化应激的诱导,VEGF结合并激活酪氨酸激酶受体VEGFR-1和VEGFR-2。由于VEGF的产生可以在转录和转录后水平上受到调节,这可能成为一种治疗思路的切入点。
哺乳动物系统中的转录调节的关键特征在于:染色质响应细胞外和内在信号,在“活性”和“非活性”状态之间的动态转换。这些信号包括作为主要表观遗传学介质的组蛋白和DNA修饰,还有新增的多种RNA分子:包括miRNA和长片段非编码RNA(lncRNA)。新一代测序技术引发的DNA/RNA测序技术的进展,已明确了许多非编码RNA(ncRNA)分子具有影响生理和疾病的重要调节作用。lncRNAs已被证明在各种生物过程如转录,翻译,剪接和细胞内/细胞外运输呈递中具有重要性。并且,非编码基因组也受突变的影响。lncRNAs中的突变与诸如癌症,神经变性疾病和遗传疾病等疾病相关。
lncRNAANRIL(INK4基因座的反义RNA)最初从家族性黑色素瘤患者中鉴定出来的,已经成为心血管疾病的潜在靶点。已知它与糖尿病,开角型青光眼和各种癌症有关。ANRIL由19个外显子组成,跨越.3kb并产生3.8bp的RNA。它位于p15/CDKN2B-p16/CDKN2A-p14/ARF基因簇中。ANRIL的过表达也已经证实可调节组蛋白乙酰化因子p。有报告指它在特定miRNA的表观遗传沉默中也发挥作用。
研究思路这项研究的主要目的是确定由葡萄糖诱导的lncRNA的改变,以及其介导的糖尿病视网膜病变发病机制中的基因转录的改变。内皮细胞是葡萄糖诱导的损伤的主要目标,血管内皮生长因子是受ANRIL调节的下游分子。因此,使用HREC研究ANRIL表达中的改变及其对VEGF表达和功能的影响。
Western大学的研究人员对人类视网膜内皮细胞(HRECs)进行高糖培养以模拟糖尿病状态,然后用siRNA干扰“敲除”这些视网膜内皮细胞(HRECs)中ANRIL的表达,并与不用siRNA干扰的对照进行比较。另外还对ANRIL基因敲除小鼠进行链脲霉素诱导糖尿病,与不诱导的ANRIL敲除小鼠对照进行比较。
研究人员分别测量细胞和组织中的VEGFmRNA和蛋白质表达,并通过对血管形成,细胞增殖和视网膜血管渗透性测定来确定各种条件下VEGF功能的改变。通过PRC2阻断剂,siRNA和RNA免疫沉淀(RNA-IP)分析等方法,作者证实了ANRIL与PRC2(poly