国自然循环系统的新欢—LncRNA

lncRNA既能找到创新点，又有大量成熟的工具可以用，完美。那么，在写标书的时候，可以怎么来设计lncRNA的研究线路呢？...







天真的人们能够爱——这就是他们的秘密.

——赫尔曼•黑塞

作者：叶子

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在今年国自然面上项目的资助中，循环系统资助了286项，资助金额为1.56亿元。这些年，关于心肌细胞/血管细胞损伤、修复、重构和再生（H0203）的研究最多，其次是动脉粥样硬化、冠心病、心律失常、心力衰竭和高血压等领域。这其中一大热门研究领域就是ncRNA，在循环系统中miRNA、lncRNA、circRNA都很常见。



越来越多的证据表明，ncRNA在心血管病理生理学中起着重要的作用。另外，健康者与患者体内ncRNA释放到外周血中的浓度是不同的。虽然外周血中ncRNAs的来源与功能研究甚少，但这些ncRNAs分子可以作为非侵袭性且容易获得的有关风险分级、诊断及预后的标志物。

这里面miRNA有点老，评审也已经看疲了，circRNA又太新，相关研究工具还不多，做起来吃力。只有lncRNA既能找到创新点，又有大量成熟的工具可以用，完美。那么，在写标书的时候，可以怎么来设计lncRNA的研究线路呢？在今年的循环系统面上项目中，lncRNA的相关项目有20项。

• LncRNA（AK050954）调控心肌纤维化的作用及机制研究

• LncRNAH19启动子区域DNA甲基化调控VSMCs 表型转化及其在动脉钙化中的作用机制

• 心肌细胞lncRNA-056298调控GAP43影响心脏内在自主神经重构在神经丛消融犬房颤再诱发中的作用及机制

• lncRNA MEG3与miR-7的交叉对话在深低温低流量后脑缺血再灌注损伤中的作用

• 长链非编码RNA-MEG3通过miR-21/HDACs通路调控血管平滑肌细胞生长周期及静脉移植物内膜增生的分子机制研究

这些课题从研究机制来看可以分成4个维度。lncRNA在染色质层面调控基因表达

在研究lncRNA功能时，首先肯定要看lncRNA的细胞定位，如果是定位于细胞核，就要考虑到其在染色质层面起调控作用。可以从以下步骤来进行分析：

（1）lncRNA是否能与染色质结合；

（2）染色质状态是否受lncRNA影响；

（3）具体的调控区域是什么；

（4）lncRNA结合蛋白鉴定；
（5）靶基因表达是否受lncRNA影响。

lncRNA基因组调控机制

在这个层面的研究是根据lncRNA在基因组上的位置。很多lncRNA周围会有mRNA存在，而这类lncRNA就会调控附近mRNA的表达。这时，首先就要确认lncRNA与cis靶基因之间是否有表达相关性。把lncRNA干预表达后，mRNA表达是否受影响。后续的研究也需要关注该lncRNA是否会招募一些蛋白或复合体，再去结合到mRNA的启动子区去实现调控功能。

但如果lncRNA附近没有功能基因表达的改变，可以考虑trans靶基因调控。先通过实验去筛选和该lncRNA可能结合的蛋白，或者通过trans靶基因预测，来寻找可能下游靶向mRNA。再分析lncRNA和靶基因的表达相关性。后期证明该lncRNA和结合蛋白是否真的是结合到靶基因启动子区是实现mRNA的表达调控。

两方面的调节机制均涉及RNA-蛋白质的相互作用。在没有目的蛋白的时候，此时不得不使用一些先进技术来检测RNA-蛋白质相互作用。

lncRNA调控ceRNA

ceRNA调控机制是lncRNA在细胞质中起转录后调控的重要方式之一。现有的研究发现，lncRNA可以作为miRNA的“sponge”，竞争性地结合miRNA，进而影响miRNA对下游靶基因的调控。

因此，这种调控机制的一个最核心的前提就是，lncRNA和某一个mRNA拥有共同的结合miRNA。有了这个基础后，用实验去证明这三者之间的调控关系就可以了。转录后调节相对简单，大家在选择lncRNA的时候，也可以对其序列做一下分析，看看自己研究的lncRNA是作为miRNA的sources还是sinks？

lncRNA调控mRNA稳定性

有一类特殊lncRNA是由mRNA的antisense转录而来，而这种lncRNA对同源mRNA很有可能有调控作用，特别是转录后mRNA的稳定性。在这种情况下，首先得确认该lncRNA与mRNA之间的关系，然后去检测他们之间的表达相关性，最后去探究该lncRNA对mRNA转录表达和蛋白表达的影响。1. 使用包含lncRNA和miRNA的芯片是否合适？

答：一张芯片上同时包含miRNA和lncRNA，甚至还包含mRNA及SNP等多种类型探针的芯片，被称为嵌合芯片。这类芯片通常情况下，检测的范围很广，但是检测的重复性并不能让人满意。至于是否要采用嵌合芯片，取决于实验目的。但是相对而言，同时检测lncRNA和mRNA是常见的，但是同时检测lncRNA和miRNA非常地少见。

2.lncRNA的siRNA靶点预测怎么选？

答：针对lncRNA的siRNA靶点预测，目前还没有特别有效的工具。只能靠运气和人品进行。相对省钱的方法是，先化学合成siRNA进行筛选，有效的siRNA再进行病毒包装。

3.做筛选需要选用多少对样本？

答：理论上，三对样本就足够（一对样本指同一个病人的癌组织和癌旁组织）。但是为了筛选效果的可靠性和可重复性，建议最好6对样本或以上。当然，如果是土豪，那么the more the better.

4.样本如何保存？

答：用于RNA研究的样本保存，最重要的是两点：1）快速；2）低温。有种方法是，学生拿着液氮罐等在主刀医生旁。一旦获得样本，立即放入液氮罐以防止降解。

5.最后，再推荐一篇循环系统lncRNA的研究范文给大家：

Long Noncoding RNA Malat1 Regulates Cerebrovascular Pathologies in Ischemic Stroke

http://circres.ahajournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=24602777

这里面主要介绍了lncRNA在内皮细胞中的作用，而内皮细胞控制心血管系统的关键功能。以及作者如何用人内皮细胞进行下一代测序实验以鉴定存在于内皮细胞中的lncRNA，对于循环系统方面的lncRNA研究可以起指导作用。

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