广州医科大学杨辉博士利用Arraystar LncRNA芯片揭示TSA抗癌机制

　　

  广州医科大学第二附属医院杨辉博士长期从事消化内科的临床、教学和科研工作。目前主要科研方向为消化道肿瘤的表观遗传调控和靶向治疗。本研究采用Arraystar Human LncRNA 2.0芯片研究TSA-诱导人肝癌细胞（HCC）发生细胞凋亡中lncRNA的表达变化。针对表达差异变化最大lncRNA uc002mbe.2，在细胞和组织水平进行PCR验证。并在肝癌细胞中对 uc002mbe.2的功能进行了系统实验，结果显示uc002mbe. 2是潜在的肿瘤抑制基因，并能介导TSA诱导的细胞凋亡。该研究成果刊登在国际期刊Biochemical Pharmacology（影响因子4.576）。（芯片实验由康成提供技术服务）

研究背景：
   近5年来，LncRNA成为生物和医学界的热门研究领域，对肝癌发生过程中长链非编码RNA（lncRNAs）的重要作用已经有大量文献报道。组蛋白去乙酰化酶抑制剂（曲古柳菌素A，TSA）的抗肿瘤作用以及mRNA表达诱导的癌细胞凋亡一直是肝癌研究中重要的关注点。但是，对lncRNA是否在TSA-诱导的人肝癌细胞（HCC）细胞凋亡中发挥作用，现在还不清楚。本研究采用Arraystar Human LncRNA芯片对lncRNA在TSA-诱导的人肝癌细胞（HCC）细胞凋亡中的变化进行系统筛选，并对lncRNA发挥的调控功能进行了深入研究。

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研究思路：
     为了系统研究TSA诱导细胞凋亡过程中lncRNA的表达变化，研究者首先用TSA处理肝癌细胞株24小时，然后采用Arraystar Human LncRNA芯片分析lncRNA和mRNA的表达谱。通过深入生物信息学分析，绘制差异表达的lncRNA和mRNA的聚类图；并且根据基因组中lncRNA与编码基因的相对位置，对差异的lncRNA进行了系统分类和统计。
TSA处理后发生表达变化的lncRNA，变化最大的是uc002mbe.2，超过300倍。接下来，研究者通过实时定量PCR在细胞系和组织中验证了这个lncRNA的表达。而人正常肝细胞和肝癌细胞比较，以及癌旁组织和肝癌组织比较均显示，uc002mbe.2在肿瘤中表达水平显著降低。

   由于TSA诱导uc002mbe.2的表达与TSA诱导的肝癌细胞的凋亡作用呈显著的正相关，研究者进一步对uc002mbe.2的功能进行了研究。在研究者所选择的4个肝癌细胞株中，TSA均能选择性诱导uc002mbe.2表达。在肝癌细胞株Huh7中敲除uc002mbe.2，结果显著抑制了TSA-诱导的细胞凋亡效应。因此，TSA诱导肝癌细胞的凋亡是uc002mbe.2依赖的，uc002mbe.2的表达降低可能与肝癌的发生有关。

技术路线：

 

结果展示： 

A． 芯片筛选得到的差异表达lncRNA和mRNA汇总表格
B． 基于差异表达的lncRNA(左图)和mRNA（右图）的聚类图
C． 基于基因组相对蛋白编码基因的位置，对差异表达的lncRNA的分类统计结果

研究意义：
本研究揭示了lncRNA在TSA诱导的肝癌细胞细胞凋亡中的重要调控功能。在TSA诱导的肝癌细胞株中，长链非编码uc002mbe.2表达水平显著降低。体内外实验表明，uc002mbe.2表达降低与TSA诱导的细胞凋亡相关。该研究确定了一个新的肿瘤抑制lncRNA，对了解lncRNA参与组蛋白乙酰化酶抑制剂诱导的细胞凋亡具有重要的科学意义，为新型抗癌治疗方法的提供了新的药物靶点。

原文出处：
Induction of the liver cancer-down-regulated long noncoding RNA uc002mbe.2 mediates trichostatin-induced apoptosis of liver cancer cells. Biochem Pharmacol.2013, 85(12):1761-9.
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