Arraystar lncRNA芯片帮助揭示磷酸化调控MECP2在肝星状细胞中的成纤维活性

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英国纽卡斯尔大学细胞医学研究所Derek A. Mann研究团队长期专注于纤维化和炎症方面的表观遗传和转录控制研究。该团队发表了题为“Fibrogenic Activity of MECP2 Is Regulated by Phosphorylation in Hepatic Stellate Cell ”的论文。该研究关注MECP2的功能作用,应用Arraystar LncRNA芯片检测了MECP2缺陷小鼠因MECP2缺失后发生显著变化的mRNA和lncRNA, 最终发现MECP2 调控肝性状细胞的DNA复制及修复,Mecp2S80磷酸化在纤维化过程中发挥作用,或可作为药物靶点。该研究结果发表在GastroenterologyIF: 19.233 )。(芯片实验由Arraystar提供技术服务)


研究背景

肝损伤往往伴随着肝纤维化的产生,因缺乏有效治疗,肝损伤可能会发展为终末期肝硬化或肝癌。肝纤维化是与大多数慢性肝病相关的一种常见病理过程,纤维增生会导致高度交联的成熟疤痕组织的形成,从而扭曲和干扰正常的器官结构和功能。在肝纤维化发展过程中,肝星状细胞分化为纤维细胞。 在早期的研究中发现下调PPAR-γ 是肝星状细胞(HSC)完全转分化为纤维细胞状态的必要事件,MECP2( methyl-CpG binding protein 2)作为一个关键的PPAR-γ 转录抑制核受体,通过表观层面调控从中发挥重要作用。

研究思路

为了进一步研究 MECP2对于肝纤维化过程的重要性,以及探究其调控机制,研究团队对原代培养的WT 和 Mecp2-/ y型小鼠的肝星状细胞进行了Arraystar lncRNA芯片实验,分析了MECP2 缺失对于编码RNA及非编码RNA表达谱的影响。 HSC 分化转移中 Mecp2蛋白缺失,导致参与 DNA 复制、细胞周期调控、 DNA 损伤反应和细胞因子-趋化因子受体相互作用的 mRNAs 编码蛋白的表达减少。转录因子Has2参与HSC 转分化过程, Mecp2可以通过间接调控Has2影响纤维化。

进一步探发现位于 S80残基的 Mecp2位点特异性磷酸化在分化中起作用,缺乏S80磷酸化 Mecp2的肝星状细胞抑制 MCM5的表达并表现出增殖障碍。四氯化碳诱导的慢性肝纤维化小鼠模型以及乙酰氨基酚诱导的急性肝纤维化模型中进一步检测Mecp2S80磷酸化的功能,显示 S80残基的 Mecp2位点特异性磷酸化是慢性肝损伤的纤维化反应所必需的,调节Mecp2磷酸化的酶可作为潜在的治疗靶点。

技术路线

Arraystar lncRNA芯片帮助揭示磷酸化调控MECP2在肝星状细胞中的成纤维活性

结果展示

Arraystar lncRNA芯片帮助揭示磷酸化调控MECP2在肝星状细胞中的成纤维活性

图1. MECP2影响RNA表达谱A:火山图和聚类图展示WT 和 Mecp2-/ y型小鼠活化的肝星状细胞芯片检测中显著变化的lncRNA;B:火山图和聚类图展示WT 和 Mecp2-/ y型小鼠活化的肝星状细胞芯片检测中显著变化的mRNA;

Arraystar lncRNA芯片帮助揭示磷酸化调控MECP2在肝星状细胞中的成纤维活性

图2. MECP2调节DNA 复制和修复,Has2参与HSC分化转移:A .DNA 复制和修复相关差异mRNA指标热图;B. WB 验证纤维化过程中蛋白变化; C. 肝星状细胞纤维化过程中has2 mRNA变化

Arraystar lncRNA芯片帮助揭示磷酸化调控MECP2在肝星状细胞中的成纤维活性

图三、Mecp2S80磷酸化在HSC活化过程中发挥作用:A. WB 检测HSC分化过程中Mecp2S80升高 ;B.brdu 实验验证S80A突变抑制HSC增殖;C.WB检测S80A突变抑制MCM5表达。


研究意义

作者的研究扩展了我们对 Mecp2调节肌成纤维细胞行为的机制的理解。Mecp2引起RNA表达的广泛变化,调节 HSC的 DNA 复制,将静止的 HSC 转化为纤维化细胞。 由于 Mecp2的位点特异性磷酸化有助于这些事件的发生,并且是肝纤维化的调节剂,调节 Mecp2磷酸化的酶可以作为潜在的治疗靶点。

原文出处

Fibrogenic Activity of MECP2 Is Regulated by Phosphorylation in Hepatic Stellate Cells. Gastroenterology. 2019 


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