最新进展:lncRNA突变诱发妊娠并发症

2015-09-28 10:20 · JimmyFrank

来自荷兰的研究者从非编码RNA研究着手,揭示了HELLP综合征致病机制的重要一环。

  HELLP综合征是一组表现为溶血(hemolysis)、肝酶升高 (elevated liver enzymes)和血小板减少(low platelets count)的临床综合征,最常见于子痫前期和子痫等高度妊娠高血压疾病,起源于孕早期绒毛外滋养细胞侵袭减少,影响螺旋动脉重铸。但是目前为止滋养细胞 减少的原因尚不清楚,治疗方面只能注意早产的发生。来自荷兰的研究者从非编码RNA研究着手,揭示了HELLP综合征致病机制的重要一环。
  早前对家族型HELLP综合征的荷兰女性的全基因组连锁分析显示染色体12q23的一个区域与此疾病相关。这个区域含有一个非编码RNA转录本——LINC-HELLP, 超过250kb长,位于孕早期绒毛外滋养细胞核和细胞质。有鉴于此,研究者首先探索了荷兰HELLP家族中鉴定得的突变体的功能重要性:把4个不同的 2kb长的区域克隆进载体,使用点突变构建了5个不同的突变体,单独转染或共转染进绒毛外滋养细胞SGHPL-5,定量PCR结果显示表明含突变位点的LINC-HELLP不同区域特异地与不同的蛋白结合影响其表达,并自我调节。而细胞侵袭实验与细胞增殖率检测证明,单独转染突变体HAPLO215Rev能减少细胞侵袭、细胞增殖,两组共转染则导致了剂量依赖性的侵袭能力减弱。

野生型或突变的LINC-HELLP区域转染SGHPL-5细胞后,通过定量PCR检测它们对内源LINC-HELLP及下游效应基因表达的影响。单独转染RW18-5、HAPLO3和HAPLO378-M1后LINC-HELLP RNA水平上调,单独转染HAPLO215Rev和HAPLO378-M2后LINC-HELLP RNA水平下调。除了HAPLO215Rev以外,突变体对下游效应基因(HMMR, USP1,NUF2, ERBB2IP, C12ORF48, SMC2, RECQL, MRE11A)的影响与早前LINC-HELLP数据一致

  为了确认与LINC-HELLP直接相互作用、影响下游基因的蛋白,研究者进行了ChIRP实验(Chromation Isolation by RNA Purification)。ChIRP利用4种不同的吗啉基(morpholinos)反义结合LINC-HELLP,定量PCR确认LINC-HELLP吗啉基处理后的富集情况,对40-100 kDa大小的蛋白电泳凝胶条带进行LC-MS/MS(液相色谱-串联质谱)蛋白分析,最终在LINC-HELLP样 本中鉴定出22种在对照组样本中没有蛋白。GeneMANIA分析显示这些蛋白中大部分的功能与RNA剪接或核糖体相关。基于光谱数、得分和功能,研究者 选择了其中5种蛋白继续进行Halotag-RIP实验:转染Halo标记的这5种蛋白进SGHPL-5细胞,细胞交联、裂解、DNase处理,样本剪接 后取一半进行Halo标签封闭,作为阴性对照。使用Halo标签磁珠提取Halo标签蛋白,LINC-HELLP定量PCR显示Halo标记蛋白样本中富集了内源LINC-HELLP。Halotag-RIP实验随后还用于研究LINC-HELLP突变体对它们结合预测蛋白的能力。共转Halo标记蛋白质粒和LINC-HELLP突变体,3种蛋白显示了不同程度的LINC-HELLP野生、突变区域结合能力。

HAPLO2和HAPLO215REV的野生区域与PCBP2结合,HAPLO378-的MT2区域与YBX1结合,MT1区域与RPL7结合

  研究者检测了未怀孕、无并发症怀孕、后来发生早发性妊娠并发症的血浆样本中LINC-HELLP转录水平。约32%的未怀孕血浆样本有可测的LINC-HELLP水平,表明这个转录本并不是胎盘所特有的;而45%的正常孕早期样本的LINC-HELLP显著更高,表明LINC-HELLP在孕早期孕妇中特异性分布;而有并发症的孕妇血浆样本中,只有一个样本检测出LINC-HELLP。此研究揭露了LINC-HELLP在HELLP综合征发生机制中发挥的重要作用。
   本研究中使用了ChIRP技术寻找与lncRNA相互作用的蛋白质。ChIRP是一种同时分析lncRNA、蛋白及DNA三者互作关系的实验方法,可与 NGS、qPCR及蛋白质谱等检测手段联用,锐博生物开发的lncRNA ChIRP Probe Pool探针产品,可用于lncRNA结合蛋白鉴定、染色体结合位点鉴定和转录调控机制探索;除此以外还有ChIRP-Seq、一系列的下游lncRNA 功能研究相关产品,为您提供完备的lncRNA研究工具。

ChIRP 实验流程。lncRNA ChIRP Probe Pool针对每个特定lncRNA设计多个生物素标记特异性反义核酸序列,组成一个探针库,对lncRNA全链覆盖,且不受RNA复杂结构影响,实现 lncRNA-探针特异性高效杂交。利用耦联链霉亲和素的磁珠,即可将该探针及探针所结合的lncRNA-RNA结合蛋白-DNA复合体分离出来(图片来 源于Chu C, et al. Nature structural & molecular biology.2015)


原文:van Dijk M, Visser A, Buabeng KM, et al,. Mutations within the LINC-HELLP non-coding RNA differentially bind ribosomal and RNA splicing complexes and negatively affect trophoblast differentiation. Hum Mol Genet. 2015 Oct 1;24(19):5475-85.