细胞结合调控

胞质中的lncRNA:转录后调控的利器

细胞质是lncRNA行使功能的重要场所，在这里，它都扮演了哪些角色呢？...

当日之星lncRNA，在科研领域，大放异彩。无数的研究报道，如雨后春笋，令人应接不暇。然而，作为该领域中的初学者，很多时候，当我们拿到一个感兴趣的lncRNA时，确不知从何入手。今天，小编和大家分享一篇讲述lncRNA在细胞质中调控功能的综述，希望对大家今后的研究有所启示。

在转录组研究领域，长链非编码RNA研究如火如荼。现有的研究表明，lncRNA在细胞中的不同部位发挥不同的作用。在细胞核中，lncRNA控制基因的表观遗传状态，参与转录调控，涉及到可变剪切过程等。与此同时，研究也显示，在细胞质中也存在着大量的lncRNA，参与了转录后调控：mRNA稳定和翻译调控，ceRNAs等等。

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lncRNA调控mRNA在胞质中的稳定性

在细胞质中，lncRNA可以靶向mRNA的转录本，调控其稳定性。如half-STAU1-binding site RNAs(1/2-sbsRNAs)和growth arrested DNA-damage inducible gene 7(gadd7)可降低mRNA的稳定性，而β-secretase1的反义链转录本（BACE1-AS）和the terminal differentiation-induced ncRNA (TINCR)则增加mRNA的稳定性。

mRNA的3’UTR区可结合STAU1而降解。同时，STAU1上的Alu原件也可以和1/2-sbsRNAs结合。当该lncRNA与之结合后，就可以招募其他蛋白集合到mRNAs上，进而调控其降解过程。当在细胞中敲降1/2-sbsRNAs时，SERPINE1和FLJ21870 mRNA表达水平显著提高。

gadd7是一个长度为754-nt的lncRNA，可通过DNA伤害和生长抑制诱导表达。研究表明，当暴露于UV照射时，gadd7可以结合TAR DNA-binding蛋白（TDP-43）增强。在CHO细胞中，TDP-43可以激活cdk6的表达。因此，当UV诱导时，由于gadd7结合TDP-43的增强而降低了其与cdk6 mRNA的结合，进而使cdk6降解，抑制了细胞周期过程。

当HEK-SW细胞暴露于Aβ-42时，BACE1-AS竞争性结合BACE1，影响miR-485-5p结合到BACE1的第六个外显子区，增加BACE1 mRNA的稳定性。

TINCR是一个编码3.7-kb的lncRNA，影响表皮细胞分化。TINCR通过一个25-nt”TINCR box”motif结合mRNA。TINCR通过与STAU1蛋白结合而调控KRT80的稳定性。

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lncRNA调控mRNA的翻译过程

mRNA通过翻译成蛋白行使生物学功能，在这个过程中，lncRNA可以抑制或促进翻译过程。

lincRNA-p21是p53信号通路共抑制子1（Trp53cor1），可以负调控CTNNB1和JUNB的翻译过程。当HuR表达减弱时，lincRNA-p21变得稳定，结合到CTNNB1 和JUNB mRNAs影响其翻译过程。

最近的研究发现小鼠ubiquitin carboxy terminal hydrolase L1 (Uchl1)的反义链转录本AS Uchl1可以互补性结合到Uchl1的mRNA上激活其翻译过程。AS Uchl1的活性依赖于与Uchl1 mRNA 的 5’端的73-nt的互补序列和嵌入的SINEB2重复原件实现。

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lncRNA作为内源竞争性RNA（ceRNAs）

通过竞争性结合miRNA，lncRNA作为内源性竞争RNA（ceRNAs）是lncRNA在细胞质中发挥功能的重要方式。ceRNAs通过捕获miRNA而保护他们的靶基因mRNA。

HULC是一个在肝癌中显著高表达的lncRNA。研究表明，HULC可以作为miR-372的sponge，调控PRKACB的表达。同时，PRKACB可以诱导CREB的磷酸化，反过来刺激HULC的表达。

linc-MD1是肌肉特异性的lncRNA，和肌肉分化生成相关，可以特异性结合miR-133和miR-135，进而影响下游靶基因MAML1和MEF2C。当linc-MD1低表达时，MAML1和MEF2C的表达也受到抑制，当高表达时，他们表达也提高。这与linc-MD1和这两个基因直接竞争性结合miRNA相关。

此外，circRNA也被证明可作为miRNA的sponge，CDR1as包含74个miR-7的结合位点，circSry包含16个miR-138结合位点，也是典型的ceRNAs。

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lncRNA作为miRNA的前体

研究显示，大约有100个左右的lncRNA可以生成miRNAs，他们可以在细胞核和细胞质中加工生成具有生物学功能的miRNAs。

H19作为印记基因而被大家所知。研究表明，在HEK293细胞中，H19可以作为let-7家族miRNAs的sponge。然而，有研究显示，H19的第一个外显子能够生成miR-675-3p和miR-675-5p。miR-675-3p可以靶向smad1和smad5，影响BMP通路；miR-675-5p可靶向Cdc6，调控DNA复制。在胚胎发育和胃癌中的研究也发现，H19可通过miR-675发挥生物学功能。

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lncRNA参与蛋白修饰

近来的研究显示，一些lncRNA还参与蛋白的修饰过程，包括泛素化和磷酸化调控。

lnc-DC在人dendritic cells(DCs)中特异性表达，在胞质中靶定STAT3促进其磷酸化。敲降lnc-DC后可以抑制DC细胞的分化过程。

NF-κB互作lncRNA(NKILA)直接靶定IκB，阻止IKK诱导IκB磷酸化，抑制NF-κB的活性。

此外，lincRNA-p21通过破坏VHL和HIF-1α的结合，调控HIF-1α泛素化，促进在缺氧下的糖酵解过程。

小编点评

以上内容总结了lncRNA在细胞质中的主要生物学功能，包括mRNA的稳定，翻译过程，作为ceRNAs参与mRNA转录后调控，生成miRNA和参与蛋白修饰过程。虽然目前已知参与这些功能的lncRNA还很少，但我们有理由相信，更多未知功能的lncRNA中有很多都是通过这些模式实现。因此，当我们研究某一个lncRNA时，先看看它的定位吧。如果一个lncRNA主要在细胞质中表达，那么不妨从上面的几种调控方式入手吧。