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云序客户发表首篇红斑狼疮性肾炎环状RNA文章!

发布于:2018-03-21 16:22:55 点击量:627

云序生物连续数周频频收到客户捷报,各领域工作全面开花。在10分RNA甲基化文章刚刚发表后,环状RNA研究又陆续有优秀文章发表,我们已连续两周为大家解析云序客户环状RNA研究,包括世界第一篇小鼠大脑创伤外泌体环状RNA研究以及世界第一篇非洲爪蟾环状RNA研究。这周我们为大家带来中国医科大学附属第一医院周华教授课题组最新工作,环状RNA—CircHLA-C通过竞争性吸附miR-150,在红斑狼疮性肾炎(lupus nephritis, LN)中起到重要作用。本文于近日发表在Cell子刊“Molecular Therapy Nucleic Acids”影响因子 6.392上。

 

研究背景:

环状RNA是一类新发现的非编码RNA,研究人员已在多种组织及疾病中对其开展了功能研究,但在肾小球及肾小管间质疾病中研究尚未开展。本文着力于解决环状RNA在红斑狼疮性肾炎疾病中的调控作用。据了解,环状RNA主要以miRNA海绵机制发挥生理功能,通过竞争性结合miRNA以调控疾病的发生发展。作者前期研究发现miR-150在红斑狼疮性肾炎中起调控作用,本文依托高通量测序联合生信分析(文中环状RNA测序工作由云序生物提供)找到疾病中差异表达上调的CircHLA-C可与miR-150特异性结合,协同调控红斑狼疮性肾炎。

研究思路:

作者前期工作表明miR-150表达与红斑狼疮性肾炎患者(LN)肾慢性衰竭指数正相关。在这项工作中作者希望找到与miR-150协同作用,调控LN的环状RNA分子。因此作者选取7例LN肾脏组织及6例正常肾脏组织进行环状RNA测序,共鉴定到171个显著性差异表达环状RNA分子。选取10个环状RNA分子进行qPCR验证,7例与测序结果吻合。这其中,CircHLA-C表达与肾病临床指标蛋白尿、血清肌酸酐以及肾组织活动等具有正相关性。疾病组中CircHLA-C表达提高2.72倍,miR-150下降66%。生信预测显示CircHLA-C与miR-150具有结合位点,且二者表达具有负相关性。作者首次证实在红斑狼疮性肾炎中环状RNA——CircHLA-C可能通过海绵机制竞争性结合miR-150,影响疾病发生发展。

研究一:环状RNA表达谱

LN患者男女比例为9:1,因此作者收集临床样本时,选取6例女性及1例男性LN IV级肾病变组织进行研究。作者通过对疾病组及正常组二代高通量测序,绘制了LN疾病环状RNA表达谱。谱中共检测到18505表达变化环状RNA,其中11411例上调(142显著上调,FC>=2, p-Value <=0.05),7094例下调(29显著下调,FC<=2, p-Value <=0.05)。171条显著性差异表达的环状RNA中,共有39条为首次发现。统计发现,这些环状RNA长度多数小于2000nt,且呈现染色体分布全覆盖。整体来看,76.6%的差异环状RNA是外显子来源环状RNA,16.4%是Sense overlapping来源环状RNA,7%其它来源的环状RNA。


研究二:环状RNA功能预测

目前发现环状RNA体内主要作用机制为miRNA海绵,作者前期工作证实LN疾病中miR-150等miRNA发挥重要功能。因此作者选取了40条显著性差异表达(20条上调最显著,20条下调最显著)的环状RNA,绘制了其与miRNA相互作用网络图,生信层面预测了环状RNA可能行使的miRNA海绵功能。后续,作者通过GO分析及KEGG分析,预测了这些差异表达的环状RNA在体内可能参与的细胞功能及信号通路。GO结果显示,差异上调的环状RNA来源靶基因与树突状细胞分化及mRNA剪切密切相关。而KEGG结果显示,差异上调的环状RNA来源靶基因主要参与HIF-1信号通路及NF-κB信号通路,这些都是LN中重要的调控因子。


研究三:环状RNA验证

高通量数据均需要低通量的技术手段辅以验证,作者选取10例差异表达最明显的环状RNA进行qPCR验证,其中7例与测序结果吻合。为了找出肾病相关的环状RNA,作者分别验证了这7例环状RNA与肾病临床检测指标的一致性。结果发现CircHLA-C与蛋白尿(r=0.920,p=0.009),血清肌酸酐(r=0.756,p=0.082)新月体肾小球%(r=0.929,p=0.007)及肾脏活动指数(r=0.884,p=0.020)正相关。


研究四:环状RNA与miRNA相互作用

这一部分工作中作者将前期miRNA研究成果与环状RNA进行了关联研究。肾脏活检结果显示miR-150在LN组织中表达显著性下调,并且miR-150表达量与circHLA-C负相关。作者利用TargetScan及miRanda分析发现circHLA-C及miR-150之间具有可信度极高的结合位点。


结语:

本文依托高通量测序技术手段,首次鉴定了红斑狼疮性肾炎特异性环状RNA表达图谱。文中鉴定到的CircHLA-C是一个全新的与肾病密切相关的环状RNA,后续对其进行分子标志物分析及分子机制的研究将会具有重大意义。

 

原文: CircHLA-C Plays an Important Role in Lupus Nephritis by Sponging miR-150,  DOI: 10.1016/j.omtn.2017.12.006


作者简介:

周华,主任医师,教授,博士生导师,辽宁省第五批攀登学者,辽宁省第二批“十百千高端人才引进工程”千人层次获奖者。于日本获肾内科医学博士,先后在美国国立卫生研究院(NIH)肾脏病部从事科研与临床工作9年余及梅奥诊所肾内科进行临床进修。2013年经由中国医科大学美国海外人才引进回国工作。主要社会兼职:中国药理学会肾脏药理分委会常委、中国非公立医疗协会肾脏病理分委会委员、NIH尿蛋白组研究委员会委员。目前主持“国家自然科学基金面上项目”2项,4年间获科研经费累计296万。 作为参与人获辽宁省医学会科技进步二等奖、沈阳市科技进步一等奖各一项。发表SCI论文33篇,总影响因子达143点,已被引用2000余次。参与编写英文专著3部,中文《肾脏药理学》专著1部。从医26年,擅长本专业常见病、多发病及疑难病的诊治,科研方向为狼疮肾炎的发病机制及新型防治方法研究,国际合作研究项目为膜性肾病新型诊治方法研究。目前负责肾内科膜性肾病专病门诊。


参考文献:Circular RNA expression alteration in exosomes from the brain extracellular space after traumatic brain injury in mice

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