第二軍醫(yī)大學(xué)孫樹漢教授課題組長期致力于肝臟病理生理的研究。其課題組使用Arraystar LncRNA芯片在肝癌的研究中取得眾多突破，科研成果連續(xù)刊發(fā)于Cancer cell, Molecular cell, Hepatology等國際頂級期刊。近期，其課題組應(yīng)用Arraystar Mouse LncRNA芯片發(fā)現(xiàn)長鏈非編碼RNA—lncRNA-LALR1在肝再生過程中通過激活Wnt/β-Catenin信號通路促進(jìn)了肝細(xì)胞增殖，首次揭示了長鏈非編碼RNA在肝再生過程中的作用。該研究成果刊登在國際頂級雜志Hepatology（影響因子11.665）。（芯片實(shí)驗(yàn)由康成提供技術(shù)服務(wù)）

研究背景：
肝再生指的是在大部分肝切除或肝損傷后，殘肝細(xì)胞通過細(xì)胞增殖由基本不生長狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖偕�長狀態(tài)，以補(bǔ)償丟失、損傷的肝組織和恢復(fù)肝臟的生理功能。肝再生在肝癌切除和肝移植等肝臟疾病的術(shù)后恢復(fù)中發(fā)揮重要作用，對于肝臟疾病患者，肝再生不足往往是致命的。長鏈非編碼RNA (lncRNA) 是目前生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的熱門分子，lncRNA在很多肝臟病理過程，特別是在肝癌中發(fā)揮重要作用，但是lncRNA在肝再生過程中的作用和機(jī)制目前還不清楚。孫樹漢教授陳吉龍教授課題組本次研究目的是利用Arraystar Mouse LncRNA 芯片對lncRNA在肝再生過程中的功能機(jī)制展開系統(tǒng)研究。

研究思路：
對于大部分肝切除小鼠模型，作者利用美國Arraystar Mouse LncRNA芯片分別在肝切除后的0，1.5，12和24小時檢測肝組織的lncRNA和mRNA表達(dá)。通過STEM分析（趨勢分析）和mRNA的GO分析表明Wnt/β-Catenin信號通路富集程度最高。CNC分析（共表達(dá)分析）發(fā)現(xiàn)18個lncRNAs與Wnt/β-Catenin信號通路中的差異表達(dá)mRNA具有明顯的 共表達(dá)關(guān)系。進(jìn)一步對該18個lncRNAs進(jìn)行RT-PCR驗(yàn)證，結(jié)合序列同源性分析篩選得到與人高度同源的lncRNA-LALR1，以該lncRNA作為研究目標(biāo)進(jìn)行后續(xù)研究。

作者分別通過RNAi和過表達(dá)方法在體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)lncRNA-LALR1能夠明顯促進(jìn)肝細(xì)胞增殖。WB和FACS實(shí)驗(yàn)表明，lncRNA-LALR1能夠明顯加快肝細(xì)胞周期，從而促進(jìn)肝細(xì)胞增殖。在小鼠模型體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合RNAi/過表達(dá)同樣發(fā)現(xiàn)，lncRNA-LALR1通過調(diào)控細(xì)胞周期促進(jìn)肝細(xì)胞增殖。

作者進(jìn)一步研究lncRNA-LALR1的作用機(jī)制。TOP/FOP實(shí)驗(yàn)表明，lncRNA-LALR1能夠激活Wnt/β-Catenin信號通路。RNAi和過表達(dá)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，lncRNA-LALR1能夠顯著抑制Axin1的表達(dá)。后續(xù)深入的RIP、RNA pull-down和ChIP實(shí)驗(yàn)表明，lncRNA-LALR1能夠招募CTCF至Axin1啟動子區(qū)域從而抑制Axin1的表達(dá)，進(jìn)而激活Wnt/β-Catenin信號通路，促進(jìn)Cyclin D1表達(dá)，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖。

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技術(shù)路線：

結(jié)果展示：  

 
  
A. 聚類圖顯示差異表達(dá)的lncRNA（左圖），差異表達(dá)的mRNA（右圖）；
B. 差異表達(dá)lncRNA/mRNA的趨勢分析（左圖），最富集的趨勢變化（右圖）；
C. GO分析，Wnt信號通路富集程度最高；
D. CNC分析，紫色表示編碼基因，綠色和紅色表示lncRNA；
E. RT-PCR檢測lncRNA-LALR1在肝切除不同時間點(diǎn)的表達(dá)水平。

研究意義：
該研究首次揭示了lncRNA在肝再生過程中的作用機(jī)制。在肝再生過程中，lncRNA-LALR1的表達(dá)水平在不同時間點(diǎn)有明顯變化。功能機(jī)制實(shí)驗(yàn)表明，lncRNA-LALR1招募轉(zhuǎn)錄因子CTCF至Axin1啟動子區(qū)域，抑制Axin1的表達(dá)；進(jìn)而激活Wnt/β-Catenin信號通路，促進(jìn)Cyclin D1表達(dá)，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖，在肝再生過程中發(fā)揮積極作用。利用該機(jī)制，通過藥物干預(yù)lncRNA-LALR1誘導(dǎo)肝再生，可能對肝衰竭和肝移植患者的治療起到促進(jìn)作用。

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