长链非编码RNA uc.173通过调控线粒体代谢驱动肠黏膜生长的新机制

本研究针对长链非编码RNA uc.173在肠上皮稳态中的作用机制展开探索，通过CRISPR-Cas9基因编辑技术、线粒体功能分析及分子互作验证，发现uc.173通过吸附miR-29b上调PGC-1α表达，进而激活线粒体代谢并促进肠黏膜再生，为危重症患者肠黏膜修复提供了新的治疗靶点。

　　

在人体复杂的肠道系统中，肠上皮细胞以惊人的速度不断更新，维持着肠道屏障的完整性和功能。这一过程需要巨大的能量支持，而线粒体作为细胞的"能量工厂"，在其中扮演着关键角色。然而，在危重症患者中，肠黏膜再生常常受到抑制，导致肠道功能障碍，这已成为临床治疗的一大难题。长期以来，科学家们一直在探索调控肠黏膜再生的分子机制，特别是那些能够影响线粒体代谢的关键因子。

近年来，长链非编码RNA（long noncoding RNA, lncRNA）作为基因表达的重要调控者引起了广泛关注。其中，从超保守区域（ultraconserved regions）转录而来的uc.173（uc.173）在多种细胞过程中发挥着重要作用，与人类多种疾病病理过程密切相关。然而，uc.173在肠上皮稳态维持中的作用机制尚未得到充分探索，特别是在线粒体代谢调控和肠黏膜再生方面的功能鲜有报道。

针对这一科学问题，由Lan Xiao、Song Ah Chae、Dongyoon Yoo、Hee K. Chung、Min S. Kwon、Amy VanderStoep、Ting-Xi Yu、Bridgette Warner、Myriam Gorospe和Jian-Ying Wang组成的研究团队开展了一项深入的研究。该研究发表在《The Cell Surface》杂志上，系统地揭示了uc.173通过调控线粒体代谢驱动肠黏膜生长的新颖机制。

研究人员主要运用了CRISPR-Cas9基因编辑技术构建肠道上皮特异性uc.173敲除小鼠模型，采用原代肠上皮细胞和Caco-2细胞系进行体外实验，通过Western blotting和免疫组化等技术检测线粒体相关蛋白表达水平，使用海马分析仪等设备测量线粒体呼吸功能，并通过Ki67免疫染色和BrdU掺入实验评估肠黏膜生长状况。

BACKGROUND & AIMS

研究团队首先指出，虽然uc.173作为超保守区域转录的lncRNA已知参与多种细胞过程，但其在肠上皮稳态中的作用机制尚未明确。本研究旨在阐明uc.173在调控线粒体代谢中的作用，并明确其通过改变线粒体活性影响肠黏膜再生的具体机制。

METHODS

研究人员在CRISPR-Cas9敲入小鼠、原代肠上皮细胞和Caco-2细胞中开展实验。通过检测线粒体相关蛋白和线粒体呼吸功能来阐明线粒体结构和功能，使用Ki67免疫染色或BrdU掺入实验测量肠黏膜生长情况。

RESULTS

研究发现，通过小向导RNA（small guide RNA）使用CRISPR-Cas9敲入技术瞬时特异性敲除小鼠肠上皮中的uc.173后，多种线粒体相关蛋白（包括PGC-1α）水平降低，并伴随肠黏膜生长受阻。在培养的肠上皮细胞中降低uc.173水平同样减少了线粒体蛋白并导致线粒体呼吸功能缺陷。通过使用线粒体激活剂或过表达PGC-1α来增强线粒体活性，能够挽救uc.173缺陷型肠道类器官的生长。机制研究表明，uc.173通过作为miR-29b的分子诱饵（molecular decoy），阻止miR-29b与PGC-1α mRNA的抑制性相互作用，从而增加PGC-1α表达。

CONCLUSIONS

这些发现表明uc.173是肠上皮中线粒体代谢的新颖调控因子，并强调了uc.173、miR-29b和PGC-1α调控失常在危重症患者肠黏膜再生抑制中的重要作用。

该研究的结论部分深入讨论了这些发现的重要意义。研究人员指出，他们的工作不仅发现了一个新的肠黏膜生长调控机制，更重要的是揭示了lncRNA通过调控线粒体代谢影响组织再生的新颖途径。uc.173作为miR-29b的分子海绵，通过解除miR-29b对PGC-1α的抑制作用，进而激活线粒体生物发生和功能，最终促进肠上皮细胞增殖和黏膜修复。

这一机制在危重症患者的肠功能障碍中具有特别重要的临床意义。在严重创伤、感染、大手朮等应激状态下，患者常常出现肠黏膜萎缩和屏障功能受损，导致细菌移位和全身性炎症反应。本研究发现的uc.173/miR-29b/PGC-1α信号轴为开发新的治疗策略提供了理论基础。通过靶向这一通路，可能能够促进肠黏膜再生，改善危重症患者的临床预后。

此外，该研究还为lncRNA的功能研究提供了新的思路。以往对lncRNA的研究多集中在核内调控机制，而本研究展示了lncRNA在胞质中作为竞争性内源RNA（competing endogenous RNA, ceRNA）调控线粒体功能的作用，拓展了lncRNA的功能范畴。

研究团队强调，虽然他们在动物模型和细胞实验中取得了令人鼓舞的结果，但这一机制在人类疾病中的临床应用仍需进一步验证。未来研究需要探索在人类肠上皮组织中uc.173的表达模式，以及在肠道疾病患者中uc.173/miR-29b/PGC-1α轴的变化情况，为临床转化研究奠定基础。

总之，这项研究不仅深化了我们对肠黏膜再生调控机制的理解，而且为开发针对肠道再生障碍性疾病的新型治疗策略提供了有价值的靶点和方向，具有重要的理论意义和临床应用前景。