第二军医大院士候选人最新Hepatology文章

tonychant

第二军医大学医学遗传学教研室，东方肝胆医院等处的研究人员利用Arraystar lncRNA芯片（长链非编码RNA芯片）对肝癌及癌旁组织进行系统性筛查，发现lncRNA-HEIH在乙型肝炎病毒（HBV）导致的肝癌（HCC）发生中起重要作用，这一研究成果发表在Hepatology。领导这一研究的是第二军医大学孙树汉教授，孙树汉教授现任第二军医大学遗传学国家重点学科、基础部医学遗传学教研室主任，全军医学遗传学重点实验室主任、遗传研究所所长等，主要研究方向是分子遗传学研究，发表科研论文多篇，先后承担了国家“973”、“863”、自然科学基金重点项目、面上项目等多个课题。这项研究就获得了国家自然科学基金（81071680, 30671920），和传染病重点项目（2008ZX10002-018, 2008ZX10002-025）的资助。

据报道，长链非编码RNA（Long non-coding RNA, lncRNA）是一类本身不编码蛋白、转录本长度超过200nt的RNA分子，但是它可以在多种层面上（表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等）调控基因的表达。LncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”，是RNA聚合酶II转录的副产物，不具有生物学功能。然而，近年来大量研究表明，lncRNA参与了X染色体沉默，基因组印记以及染色质修饰，转录激活，转录干扰，核内运输等多种重要的生物学过程，并且在肿瘤发生过程中有重要的调控作用。

肝癌(Hepatocellular carcinoma, HCC)是目前我国致死率居第二位的恶性肿瘤，侵袭力强，易转移，预后差，五年预后存活率仅有10~20%。肝癌可由多种病因引起，乙肝病毒（hepatitis B Virus, HBV）感染是最常见的潜在致病因子。因此，研究与发现新的肝癌特异的生物标志物和治疗靶点是改善乙肝病毒型肝癌的临床治疗效果的有效途径。
在这篇文章中，孙树汉教授课题组利用Arraystar公司的LncRNA芯片对相应的肝癌和癌旁组织的LncRNA表达谱进行了比较，找到了一个在癌组织中特异高表达的LncRNA（lncRNA-HEIH）。结合病人生存时间等临床数据进行关联分析发现lncRNA-HEIH的表达水平可以作为病人生存时间的预测标志，并且与癌症的复发有较高的相关性。lncRNA-HEIH的功能研究提示它在细胞周期调控中起重要作用，它可能通过与EZH2结合来招募PRC2，进而抑制下游靶基因的表达从而发挥其调控功能。这些结果表明lncRNA-HEIH有望成为病毒型肝癌的一个新的早期诊断标志或治疗靶点。
研究人员首先通过LncRNA芯片实验（LncRNA芯片实验在康成公司完成）和RT-PCR验证，在5例肝癌组织与5例癌旁组织样本中找到了一个肝癌细胞高表达的LncRNA（lncRNA-HEIH），并且在大量样本（50例肝癌和正常组织，20例肝硬化组织和正常肝组织）验证了lncRNA-HEIH的特异性。通过基因共表达网络图和病人生存时间等临床数据关联分析，发现lncRNA-HEIH可以作为一个独立的判断HCC病人生存时间的预后指标。一般lncRNA-HEIH表达越高，HCC病人的预后越差。

然后研究人员对lncRNA-HEIH的功能展开了深入的研究。他们利用过表达技术（gain of function ）和RNAi技术（loss of fuction）发现lncRNA-HEIH能促进细胞增殖，在细胞周期调控过程中起重要作用。RNA免疫共沉淀和ChIP等实验揭示了lncRNA-HEIH可以通过结合EZH2招募PRC2，进而抑制下游靶基因的表达，实现调控细胞周期的功能。这些结果提示在肝细胞癌症发生过程中，lncRNA-HEIH可能是一个重要的调控“枢纽”。

这篇文章的研究成果具有重要的生物学意义和临床应用价值：揭示了LncRNA在肝癌增殖过程中起重要的调控作用，并且通过功能实验找到了LncRNA调控细胞增殖的机制，为研究肝癌的发生机理提供了一些新的线索和研究思路；另外，LncRNA-HEIH的表达水平能够很好的预测肝癌的预后情况，有可能作为一直新型分子标记物用于肝癌的早期诊断。
原文摘要：
Long non-coding RNA high expressed in hepatocellular carcinoma (lncRNA-HEIH) facilitates tumor growth through enhancer of zeste homolog 2

Abstract
In recent years, long non-coding RNAs (lncRNAs) have been shown to have critical regulatory roles in cancer biology. However, the contributions of lncRNAs to hepatitis B virus (HBV)-related hepatocellular carcinoma (HCC) remain largely unknown. Differentially expressed lncRNAs between HBV-related HCC and paired peritumoral tissues were identified by microarray and validated using quantitative real-time polymerase chain reaction. Liver samples from patients with HBV-related HCC were analyzed for levels of a specific differentially expressed lncRNA (termed lncRNA-HEIH); data were compared with survival data using the Kaplan–Meier method and compared between groups by the log-rank test. The effects of lncRNA-HEIH were assessed by silencing and over-expressing the lncRNA in vitro and in vivo. The expression level of lncRNA-HEIH in HBV-related HCC is significantly associated with recurrence and is an independent prognostic factor for survival. We also found that lncRNA-HEIH plays a key role in G0/G1 arrest and further demonstrated that lncRNA-HEIH was associated with enhancer of zeste homolog 2 (EZH2) and that this association was required for the repression of EZH2 target genes.

CONCLUSIONS:
Together, these results indicate that lncRNA-HEIH is an oncogenic lncRNA that promotes tumor progression and leads us to propose that lncRNAs may serve as key regulatory hubs in HCC progression. (HEPATOLOGY 2011.)




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StephenW

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Ah..you learn something new everyday.
I presume these lncRNAs come from our own genome and not the HBV?

"For 50 years the term ‘gene’ has been synonymous with regions of the genome encoding mRNAs that are translated into protein. However, recent genome-wide studies have shown that the human genome is pervasively transcribed and produces many thousands of regulatory non-protein-coding RNAs (ncRNAs), including microRNAs, small interfering RNAs, PIWI-interacting RNAs and various classes of long ncRNAs. It is now clear that these RNAs fulfil critical roles as transcriptional and post-transcriptional regulators and as guides of chromatin-modifying complexes."

StephenW

http://www.zxhospital.com:801/jyk/articleContent.aspx?qryid=2039         lncRNA的研究背景          作者：    文章来源：    点击数：198    更新时间：2010-9-18              长链非编码RNA(lncRNA)是一类转录本长度超过200nt的RNA分子，它们并不编码蛋白，而是以RNA的形式在多种层面上（表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等）调控基因的表达水平。     lncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”，是RNA聚合酶II转录的副产物，不具有生物学功能。然而，近年来的研究表明，lncRNA参与了X染色体沉默，基因组印记以及染色质修饰，转录激活，转录干扰，核内运输等多种重要的调控过程，lncRNA的这些调控作用也开始引起人们广泛的关注。哺乳动物基因组序列中4%~9%的序列产生的转录本是lncRNA（相应的蛋白编码RNA的比例是1%），虽然近年来关于lncRNA的研究进展迅猛，但是绝大部分的lncRNA的功能仍然是不清楚的。 lncRNA生物学功能     许多lncRNA都具有保守的二级结构，剪切形式以及亚细胞定位，这种保守性和特异性表明它们是具有功能的。但lncRNA的功能相对于microRNA 和蛋白质的功能来说更加难以确定，因为目前并不能仅根据序列或者结构来推测它们的功能。根据它们在基因组上相对于蛋白编码基因的位置，可以将其分为(1) sense, (2) antisense, (3) bidirectional, (4) intronic, (5) intergenic这5种类型。这种位置关系对于推测lncRNA的功能有很大帮助。     近年来通过对已发现的lncRNA的研究表明，lncRNA能够在多种层面调控基因的表达水平，其调控机制开始为人们所揭示。根据今年来所发现的lncRNA的作用机制，lncRNA主要可能具有以下几个方面的功能：1）通过在蛋白编码基因上游启动子区（桔）发生转录，干扰下游基因的表达（如酵母中的SER3基因）。2）通过抑制RNA聚合酶II或者介导染色质重构以及组蛋白修饰，影响下游基因表达（如小鼠中的p15AS）。3）通过与蛋白编码基因的转录本形成互补双链，进而干扰mRNA的剪切，从而产生不同的剪切形式。4）通过与 蛋白编码基因的转录本形成互补双，进一步在Dicer酶作用下产生内源性的siRNA，调控基因的表达水平。5）通过结合到特定蛋白质上，调节相应蛋白的活性。6）作为结构组分与蛋白质形成核酸蛋白质复合体。7）通过结合到特定蛋白上，改变该蛋白的胞质定位。8）作为小分子RNA，如miRNA，piRNA的前体分子转录。     一般来说，lncRNA主要从以下三种层面实现对基因表达的调控： 1. 表观遗传学调控      lncRNA招募染色质重构复合体到特定位点进而介导相关基因的表达沉默。例如来源于HOXC基因座的lncRNA HOTAIR，它能够招募染色质重构复合体PRC2并将其定位到HOXD位点，进而诱导HOXD位点的表观遗传学沉默。同样，Xist，Air，Kcnq1ot1这些lncRNA都能够通过招募相应的重构复合体，利用其中的甲基转移酶如Ezh2或者G9a等实现表观遗传学沉默。 2. 转录调控     lncRNA能够通过多种机制在转录水平实现对基因表达的沉默，表现在如下几个方面：lncRNA的转录能够干扰临近基因的表达。例如在酵母中，SER3基因会受到其上游lncRNA SRG1的转录的干扰；lncRNA能够通过封阻启动子区域来干扰基因的表达。例如，DHFR上游的一个lncRNA能够和DHFR的启动子区域形成 RNA-DNA3螺旋结构，进而抑制转录因子TFIID的结合，从而抑制DHFR的基因表达；lncRNA能够与RNA结合蛋白作用，并将其定位到基因启动子区从而调控基因的表达。例如，CCND1启动子上游一个lncRNA能够调节RNA结合蛋白TLS的活性，进而调控CCND1的表达；lncRNA能够调节转录因子的活性，里例如lncRNA Evf2能够与转录因子Dlx2形成转录复合体从而激活Dlx6的表达；lncRNA也能够通过调节基本转录因子来实现调控基因的表达。例如，Alu RNA能够通过抑制RNA聚合酶II来实现广谱的基因抑制。 3. 转录后调控     lncRNA能够在转录后水平通过与mNRA形成双链的形式调控基因的表达。例如，Zeb2 antisense RNA能够和Zeb2 mRNA内含子5’剪切位点区域形成双链，从而抑制该内含子的剪切。而该区域含有对于Zeb2蛋白表达所必须的核糖体结合位点，Zeb2 antisense RNA通过这种方式，能够提高Zeb2蛋白的表达量。