第二军医大学孙树汉教授Hepatology发表肝再生研究新发现

孙树汉教授课题组应用Arraystar Mouse LncRNA芯片发现长链非编码RNA—lncRNA-LALR1在肝再生过程中通过激活Wnt/β-Catenin信号通路促进了肝细胞增殖，首次揭示了长链非编码RNA在肝再生过程中的作用。

　　

第二军医大学孙树汉教授课题组长期致力于肝脏病理生理的研究。其课题组使用Arraystar LncRNA芯片在肝癌的研究中取得众多突破，科研成果连续刊发于Cancer cell, Molecular cell, Hepatology等国际顶级期刊。近期，其课题组应用Arraystar Mouse LncRNA芯片发现长链非编码RNA—lncRNA-LALR1在肝再生过程中通过激活Wnt/β-Catenin信号通路促进了肝细胞增殖，首次揭示了长链非编码RNA在肝再生过程中的作用。该研究成果刊登在国际顶级杂志Hepatology（影响因子11.665）。（芯片实验由康成提供技术服务）

研究背景：
肝再生指的是在大部分肝切除或肝损伤后，残肝细胞通过细胞增殖由基本不生长状态转变为快速生长状态，以补偿丢失、损伤的肝组织和恢复肝脏的生理功能。肝再生在肝癌切除和肝移植等肝脏疾病的术后恢复中发挥重要作用，对于肝脏疾病患者，肝再生不足往往是致命的。长链非编码RNA (lncRNA) 是目前生物学和医学研究领域的热门分子，lncRNA在很多肝脏病理过程，特别是在肝癌中发挥重要作用，但是lncRNA在肝再生过程中的作用和机制目前还不清楚。孙树汉教授陈吉龙教授课题组本次研究目的是利用Arraystar Mouse LncRNA 芯片对lncRNA在肝再生过程中的功能机制展开系统研究。

研究思路：
对于大部分肝切除小鼠模型，作者利用美国Arraystar Mouse LncRNA芯片分别在肝切除后的0，1.5，12和24小时检测肝组织的lncRNA和mRNA表达。通过STEM分析（趋势分析）和mRNA的GO分析表明Wnt/β-Catenin信号通路富集程度最高。CNC分析（共表达分析）发现18个lncRNAs与Wnt/β-Catenin信号通路中的差异表达mRNA具有明显的 共表达关系。进一步对该18个lncRNAs进行RT-PCR验证，结合序列同源性分析筛选得到与人高度同源的lncRNA-LALR1，以该lncRNA作为研究目标进行后续研究。

作者分别通过RNAi和过表达方法在体外实验中发现lncRNA-LALR1能够明显促进肝细胞增殖。WB和FACS实验表明，lncRNA-LALR1能够明显加快肝细胞周期，从而促进肝细胞增殖。在小鼠模型体内实验中，结合RNAi/过表达同样发现，lncRNA-LALR1通过调控细胞周期促进肝细胞增殖。

作者进一步研究lncRNA-LALR1的作用机制。TOP/FOP实验表明，lncRNA-LALR1能够激活Wnt/β-Catenin信号通路。RNAi和过表达实验发现，lncRNA-LALR1能够显著抑制Axin1的表达。后续深入的RIP、RNA pull-down和ChIP实验表明，lncRNA-LALR1能够招募CTCF至Axin1启动子区域从而抑制Axin1的表达，进而激活Wnt/β-Catenin信号通路，促进Cyclin D1表达，从而促进细胞增殖。

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技术路线：

 

结果展示：  

 
  
A. 聚类图显示差异表达的lncRNA（左图），差异表达的mRNA（右图）；
B. 差异表达lncRNA/mRNA的趋势分析（左图），最富集的趋势变化（右图）；
C. GO分析，Wnt信号通路富集程度最高；
D. CNC分析，紫色表示编码基因，绿色和红色表示lncRNA；
E. RT-PCR检测lncRNA-LALR1在肝切除不同时间点的表达水平。

研究意义：
该研究首次揭示了lncRNA在肝再生过程中的作用机制。在肝再生过程中，lncRNA-LALR1的表达水平在不同时间点有明显变化。功能机制实验表明，lncRNA-LALR1招募转录因子CTCF至Axin1启动子区域，抑制Axin1的表达；进而激活Wnt/β-Catenin信号通路，促进Cyclin D1表达，从而促进细胞增殖，在肝再生过程中发挥积极作用。利用该机制，通过药物干预lncRNA-LALR1诱导肝再生，可能对肝衰竭和肝移植患者的治疗起到促进作用。

原文出处：
LncRNA-LALR1 accelerates hepatocyte proliferation during liver regeneration by activating Wnt/β-Catenin signaling. Hepatology. 2013.
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