Diabetologia:Arraystar LncRNA芯片应用于Ⅰ型糖尿病研究

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所属分类:文献分享

    瑞士洛桑大学Romano Regazzi教授长期从事糖尿病的基础研究,在糖尿病发病机制研究方面做了很多重要工作。近期,Romano教授课题组应用美国Arraystar公司的Arraystar Mouse LncRNA芯片,发现了受到细胞因子调控并在Ⅰ型糖尿病发病过程中起到重要调控功能的长链非编码RNA --lncRNA-1, -2, -3和-4(统称lncRNAs),在细胞因子刺激下会显著提高这些lncRNAs的表达;功能机制研究发现:目标lncRNA通过促进NF-κB入核,从而促进细胞凋亡,从而加速疾病进程。该研究成果刊登在国际知名期刊Diabetologia (IF=6.88) 上。(芯片实验由Arraystar提供技术服务)

研究背景

      Ⅰ型糖尿病是以胰岛β细胞破坏为特征的一种自身免疫性疾病,多发生在儿童和青少年;它的发生发展与胰岛β细胞凋亡密切相关。IL-1β、IFN-γ及TNF-α等细胞因子会影响胰岛β细胞中mRNA、miRNA的表达,进而引起细胞的凋亡;但是lncRNA在胰岛β细胞中是否细胞因子的影响,以及lncRNA在胰岛细胞中的调控作用如何目前并不十分清楚。此外,lncRNA的转录会受到细胞因子的调控,这方面在Ⅰ型糖尿病研究中也鲜有报道。Romano教授课题组利用Arraystar Mouse LncRNA 芯片对受细胞因子调控的lncRNAs在Ⅰ型糖尿病的发病过程中的功能机制进行了初步研究。
 
研究思路

      为了研究lncRNA在Ⅰ型糖尿病发病进程中的作用,作者首先采用Arraystar Mouse LncRNA芯片检测细胞因子处理与否的小鼠胰岛β细胞株---MIN6细胞(各3例)中lncRNA及mRNA表达变化,结果显示两组之间有大量差异表达的lncRNA和mRNA。

      接着作者挑选了组间差异最明显的4个lncRNA分子进行了低通量PCR验证,发现与芯片结果一致,这4个lncRNA在细胞因子处理组处于明显上调的趋势。为了验证在这些lncRNA分子在体内是否同样受到细胞因子的调控,作者利用C57BL/6N小鼠模型开展了研究,发现这4个lncRNA在细胞因子处理组同样是上调趋势。
      对于MYCLos的功能研究,体内外功能实验显示在低剂量IL-1β 或 TNF-α刺激下,这些lncRNAs能够显著促进细胞凋亡。有趣的是,只过表达lncRNAs或只在低剂量IL-1β(或TNF-α)刺激下并不会对细胞凋亡产生影响,这预示着二者协同促进细胞凋亡。

      作者接下来对机制做了初步,发现目标lncRNA是过促进NF-κB入核而细胞凋亡,从而加速疾病进程。

技术路线

Diabetologia:Arraystar LncRNA芯片应用于Ⅰ型糖尿病研究

结果展示


Diabetologia:Arraystar LncRNA芯片应用于Ⅰ型糖尿病研究
 
A:聚类图显示芯片检测到的lncRNA
B:火山图:红色代表差异倍数≥1.5,p≤0.05的lncRNA
C:作者用来研究lncRNA的相关信息

研究意义

      该研究揭示了lncRNA在Ⅰ型糖尿病发病进程中的功能和初步分子机制。在该研究中,研究人员首先通过芯片筛选发现细胞因子会引起lncRNA的差异表达,进而锁定4个差异最显著的lncRNA分子,命名为lncRNA-1, -2, -3和-4(统称lncRNAs)。接着低通量PCR检测发现:在细胞模型和小鼠模型中,细胞因子会显著促进这4个lncRNA分子的表达。体内外功能实验发现这些lncRNAs协同低剂量细胞因子共同促进细胞凋亡;进一步机制研究发现:目标lncRNA是过促进NF-κB入核而细胞凋亡,从而加速疾病进程。该研究内容对于揭示Ⅰ型糖尿病的发病机制具有重要的科学意义和临床价值,并为Ⅰ型糖尿病的治疗提供了潜在的治疗靶点。

原文出处

Involvement of long non-coding RNAs in beta cell failure at the onset of type 1 diabetes in NOD mice. Diabetologia. 2015, 10.1007.

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