紅斑狼瘡性腎炎環(huán)狀RNA表達及疾病相關(guān)性研究

瀏覽次數(shù)：3815　發(fā)布日期：2018-3-26　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負

云序生物連續(xù)數(shù)周頻頻收到客戶捷報，各領(lǐng)域工作全面開花。在10分RNA甲基化文章剛剛發(fā)表后，環(huán)狀RNA研究又陸續(xù)有優(yōu)秀文章發(fā)表，我們已連續(xù)兩周為大家解析云序客戶環(huán)狀RNA研究，包括世界第一篇小鼠大腦創(chuàng)傷外泌體環(huán)狀RNA研究以及世界第一篇非洲爪蟾環(huán)狀RNA研究。這周我們?yōu)榇蠹規(guī)碇袊t(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院周華教授課題組最新工作，環(huán)狀RNA—CircHLA-C通過競爭性吸附miR-150，在紅斑狼瘡性腎炎（lupus nephritis, LN）中起到重要作用。本文于近日發(fā)表在Cell子刊“Molecular Therapy Nucleic Acids”（影響因子 6.392）上。

研究背景：

環(huán)狀RNA是一類新發(fā)現(xiàn)的非編碼RNA，研究人員已在多種組織及疾病中對其開展了功能研究，但在腎小球及腎小管間質(zhì)疾病中研究尚未開展。本文著力于解決環(huán)狀RNA在紅斑狼瘡性腎炎疾病中的調(diào)控作用。據(jù)了解，環(huán)狀RNA主要以miRNA海綿機制發(fā)揮生理功能，通過競爭性結(jié)合miRNA以調(diào)控疾病的發(fā)生發(fā)展。作者前期研究發(fā)現(xiàn)miR-150在紅斑狼瘡性腎炎中起調(diào)控作用，本文依托高通量測序聯(lián)合生信分析（文中環(huán)狀RNA測序工作由云序生物提供）找到疾病中差異表達上調(diào)的CircHLA-C可與miR-150特異性結(jié)合，協(xié)同調(diào)控紅斑狼瘡性腎炎。

研究思路：

作者前期工作表明miR-150表達與紅斑狼瘡性腎炎患者（LN）腎慢性衰竭指數(shù)正相關(guān)。在這項工作中作者希望找到與miR-150協(xié)同作用，調(diào)控LN的環(huán)狀RNA分子。因此作者選取7例LN腎臟組織及6例正常腎臟組織進行環(huán)狀RNA測序，共鑒定到171個顯著性差異表達環(huán)狀RNA分子。選取10個環(huán)狀RNA分子進行qPCR驗證，7例與測序結(jié)果吻合。這其中，CircHLA-C表達與腎病臨床指標(biāo)蛋白尿、血清肌酸酐以及腎組織活動等具有正相關(guān)性。疾病組中CircHLA-C表達提高2.72倍，miR-150下降66%。生信預(yù)測顯示CircHLA-C與miR-150具有結(jié)合位點，且二者表達具有負相關(guān)性。作者首次證實在紅斑狼瘡性腎炎中環(huán)狀RNA——CircHLA-C可能通過海綿機制競爭性結(jié)合miR-150，影響疾病發(fā)生發(fā)展。

研究一：環(huán)狀RNA表達譜

LN患者男女比例為9:1，因此作者收集臨床樣本時，選取6例女性及1例男性LN IV級腎病變組織進行研究。作者通過對疾病組及正常組二代高通量測序，繪制了LN疾病環(huán)狀RNA表達譜。譜中共檢測到18505表達變化環(huán)狀RNA，其中11411例上調(diào)（142顯著上調(diào)，F(xiàn)C>=2, p-Value <=0.05），7094例下調(diào)（29顯著下調(diào)，F(xiàn)C<=2, p-Value <=0.05）。171條顯著性差異表達的環(huán)狀RNA中，共有39條為首次發(fā)現(xiàn)。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，這些環(huán)狀RNA長度多數(shù)小于2000nt，且呈現(xiàn)染色體分布全覆蓋。整體來看，76.6%的差異環(huán)狀RNA是外顯子來源環(huán)狀RNA，16.4%是Sense overlapping來源環(huán)狀RNA，7%其它來源的環(huán)狀RNA。

研究二：環(huán)狀RNA功能預(yù)測

目前發(fā)現(xiàn)環(huán)狀RNA體內(nèi)主要作用機制為miRNA海綿，作者前期工作證實LN疾病中miR-150等miRNA發(fā)揮重要功能。因此作者選取了40條顯著性差異表達（20條上調(diào)最顯著，20條下調(diào)最顯著）的環(huán)狀RNA，繪制了其與miRNA相互作用網(wǎng)絡(luò)圖，生信層面預(yù)測了環(huán)狀RNA可能行使的miRNA海綿功能。后續(xù)，作者通過GO分析及KEGG分析，預(yù)測了這些差異表達的環(huán)狀RNA在體內(nèi)可能參與的細胞功能及信號通路。GO結(jié)果顯示，差異上調(diào)的環(huán)狀RNA來源靶基因與樹突狀細胞分化及mRNA剪切密切相關(guān)。而KEGG結(jié)果顯示，差異上調(diào)的環(huán)狀RNA來源靶基因主要參與HIF-1信號通路及NF-κB信號通路，這些都是LN中重要的調(diào)控因子。

研究三：環(huán)狀RNA驗證

高通量數(shù)據(jù)均需要低通量的技術(shù)手段輔以驗證，作者選取10例差異表達最明顯的環(huán)狀RNA進行qPCR驗證，其中7例與測序結(jié)果吻合。為了找出腎病相關(guān)的環(huán)狀RNA，作者分別驗證了這7例環(huán)狀RNA與腎病臨床檢測指標(biāo)的一致性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)CircHLA-C與蛋白尿（r=0.920，p=0.009），血清肌酸酐（r=0.756，p=0.082）新月體腎小球%（r=0.929，p=0.007）及腎臟活動指數(shù)（r=0.884，p=0.020）正相關(guān)。

研究四：環(huán)狀RNA與miRNA相互作用

這一部分工作中作者將前期miRNA研究成果與環(huán)狀RNA進行了關(guān)聯(lián)研究。腎臟活檢結(jié)果顯示miR-150在LN組織中表達顯著性下調(diào)，并且miR-150表達量與circHLA-C負相關(guān)。作者利用TargetScan及miRanda分析發(fā)現(xiàn)circHLA-C及miR-150之間具有可信度極高的結(jié)合位點。

結(jié)語：

本文依托高通量測序技術(shù)手段，首次鑒定了紅斑狼瘡性腎炎特異性環(huán)狀RNA表達圖譜。文中鑒定到的CircHLA-C是一個全新的與腎病密切相關(guān)的環(huán)狀RNA，后續(xù)對其進行分子標(biāo)志物分析及分子機制的研究將會具有重大意義。

原文： CircHLA-C Plays an Important Role in Lupus Nephritis by Sponging miR-150, DOI: 10.1016/j.omtn.2017.12.006

作者簡介：

周華，主任醫(yī)師，教授，博士生導(dǎo)師，遼寧省第五批攀登學(xué)者，遼寧省第二批“十百千高端人才引進工程”千人層次獲獎?wù)�。于日本獲腎內(nèi)科醫(yī)學(xué)博士，先后在美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）腎臟病部從事科研與臨床工作9年余及梅奧診所腎內(nèi)科進行臨床進修。2013年經(jīng)由中國醫(yī)科大學(xué)美國海外人才引進回國工作。主要社會兼職：中國藥理學(xué)會腎臟藥理分委會常委、中國非公立醫(yī)療協(xié)會腎臟病理分委會委員、NIH尿蛋白組研究委員會委員。目前主持“國家自然科學(xué)基金面上項目”2項，4年間獲科研經(jīng)費累計296萬。作為參與人獲遼寧省醫(yī)學(xué)會科技進步二等獎、沈陽市科技進步一等獎各一項。發(fā)表SCI論文33篇，總影響因子達143點，已被引用2000余次。參與編寫英文專著3部，中文《腎臟藥理學(xué)》專著1部。從醫(yī)26年，擅長本專業(yè)常見病、多發(fā)病及疑難病的診治，科研方向為狼瘡腎炎的發(fā)病機制及新型防治方法研究，國際合作研究項目為膜性腎病新型診治方法研究。目前負責(zé)腎內(nèi)科膜性腎病專病門診。
參考文獻：Circular RNA expression alteration in exosomes from the brain extracellular space after traumatic brain injury in mice

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