ceRNA研究策略解析

ceRNA是一类通过竞争性结合microRNA来影响microRNA—RNA的转录后调控。作为一种全新的...

ceRNA是一类通过竞争性结合microRNA来影响microRNA—RNA的转录后调控。作为一种全新的基因转录后调控机制，拓宽了我们对基因调控的进一步理解。当我们想进入这个最新的研究领域时，我们该怎么入手呢？来自宁波大学医学院的研究人员通过他们对胃癌中一个lncRNA-FER1L4的研究，为我们展示了ceRNA调控机制的研究策略。

研究背景

长链非编码RNA(lncRNA)是一类长度大于200nt的非编码RNA，通过转录调控，转录后调控和翻译调控等调节基因表达。lncRNA在肿瘤发生过程中扮演了重要角色，可作为临床诊断的潜在biomarker。lncRNA-FER1L4是一个在胃癌中发现的显著性下调的lncRNA。但是，lncRNA-FER1L4的生物学功能现在还不是很清楚。

现有研究已经发现FER1L4是miR-106a-5p的靶基因。同时，已有研究确认了肿瘤抑制相关基因PTEN 的mRNA也是miR-106a-5p的靶基因。而ceRNA的基础就是基于mRNAs，lncRNA和其他类型的RNAs通过miRNA的结合原件（MREs）吸附miRNA而影响miRNA的功能。因此，FER1L4是否通过吸附miR-106a-5p来影响PTEN的mRNA表达而作为一个典型的ceRNA分子呢？该研究通过一系列实验验证了这个问题。

前期研究已经发现FER1L4在胃癌组织中表达降低，为了确认该lncRNA在胃癌中的表达情况。研究人员对胃癌细胞系AGS，MGC-803，SGC-7901和正常胃表皮细胞系GES-1中FER1l4的表达进行了检测，确实发现癌细胞系中表达水平明显降低。如果FER1L4和PTEN是一对ceRNAs。那么，两者应该是共表达的。因此，研究人员检测了20个胃癌组织样本，发现高表达FER1L4的样本中伴随着高的PTEN的mRNA表达。

已有研究表明PTEN是miR-106a-5p的靶基因，FER1L4也是它的靶基因，但是，miR-106a-5p是否有效调控了胃细胞中两者之间的表达呢。研究人员在正常胃上皮细胞系GES-1和胃癌细胞系AGS, MGC-803 and SGC-7901中过量表达miR-106a-5p。qRT-PCR检测发现FER1L4和PTEN的表达水平都降低了。证明miRNA的表达升高可以显著降低靶向lncRNA和mRNA的表达。那么，抑制miRNA的表达会怎么样呢？研究人员又用miR-106a-5p的抑制剂处理GES-1和AGS细胞系。qRT-PCR检测发现FER1L4和PTEN的表达都上升，即miRNA的表达降低导致游离的FER1L4和PTEN mRNA增加。ceRNA理论认为降低miRNA一个靶基因可以释放更多的miRNA分子。因此，研究人员在GES-1,AGS, MGC-803 和 SGC-7901细胞系中敲降了FER1L4。qRT-PCR检测发现mir-106a-5p的表达水平都显著性增加了。而增加的miRNA对下游靶基因有什么影响呢，qRT-PCR和western blot检测PTEN的mRNA和蛋白水平发现都显著性减少。表明lncRNA的表达异常会影响miRNA的表达，而miRNA的表达异常也会引起下游相应靶基因的表达。前面从调控的角度验证了lncRNA，mRNA，miRNA之间的调控关系。那么，从生物学功能来说他们中的某一个环节发生变化，应该得到一致的生物学表型。由于PTEN是细胞周期的负调控子。那么，FER1L4的异常表达是否也会影响细胞周期呢？通过对敲降FER1L4的GES-1, AGS, MGC-803 和 SGC-7901细胞系流式细胞检测后发现FER1L4的下调促进了G0/G1到S期的转化。同时，胃癌细胞系的细胞增殖加速。

小结

该研究发现FER1L4在胃癌中表达下调，与PTEN的mRNA表达存在关联。敲降FER1L4的表达释放更多的miR-106a-5p而降低PTEN mRNA和蛋白的表达。功能学实验表明，下调FER1L4通过促进G0/G1到S期的转化而提高细胞增殖。该研究从ceRNA机制的角度证明了lncRNA与miRNA和mRNA之间的调控机制，其研究思路值得我们想进入该领域的科研人员参考。

原文出处:

Xia T, Chen S, Jiang Z, Shao Y, Jiang X, Li P, Xiao B, Guo J. Long noncoding RNA FER1L4 suppresses cancer cell growth by acting as a competing endogenous RNA and regulating PTEN expression. Sci Rep. 2015

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