继推出环状RNA专题之后，本周小编又为大家带来了ncRNA中闪耀的新星——lncRNA。最近lncRNA在疾病领域的研究中可谓是异常火爆啊！从之前默默无闻的“遗传暗物质”到现今科研界的“新宠儿”，它是如何华丽蜕变的呢？今天小编就通过几篇文章带你一起去体验。
转录组测序研究lncRNA在肝细胞癌（HCC）中的作用
Recurrently deregulated lncRNAs in hepatocellular carcinoma
时间：2017 IF：12.12
期刊：Nature Communications
研究背景
肝细胞癌（HCC）是人类恶性肿瘤最常见且最具侵袭性的疾病之一。HCC细胞会侵入静脉系统，进而引发门静脉肿瘤血栓疾病PVTT。有研究表明lncRNA与HCC的发生相关，但目前缺乏lncRNA与HCC转移机制的关联综合分析。
研究方法
研究对象：20个HCC患者的60个临床样本
研究策略：RNA-seq
研究结果
1）本研究中通过分析20个HCC患者的60个临床样本（包括原发性肿瘤，PVTT和相邻的正常组织）的RNA-seq数据，鉴定出了8,603个候选的lncRNA，发现其中917个lncRNA与TCGA数据库以及发表的肝癌数据库的数据是相关联的。
2）通过数据分析，在60个样品中发现了235个lncRNA存在CNVs和DNA甲基化变化。
3）本研究构建了lncRNA与蛋白编码基因在HCC患者中的共表达调控网络，预测了lncRNA在HCC病因方面的潜在功能和调节机制。结果发现很多与lncRNA共表达的基因富集在了细胞粘附、免疫反应以及代谢过程等通路上。
4）文章利用RNAi沉默实验进行了10个和肝癌相关的lncRNA基因功能的研究。结果发现，RP11-166D19.1、HAND2-AS1以及 XLOC_015969 的RNAi细胞系均表现出了不同的对肿瘤细胞的影响。
本研究提供了肝癌在发生和转移过程中相关的lncRNA资源库和潜在的肿瘤标志物，确认了在肝癌细胞中新的 lncRNA同样具有生物标志物的潜在临床价值。
图1 共表达网络分析lncRNA在肝细胞癌中的潜在功能
lncRNA 的反向遗传学研究
The MBNL3 splicing factor promotes hepatocellular carcinoma by increasing PXN expression through the alternative splicing of lncRNA-PXN-AS1
时间：2017 IF：20.06
期刊：Nature Cell Biology
研究背景
肝细胞癌（Hepatocellularcarcinoma, 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。目前研究表明剪接因子MBNL3能促近肝癌的发生。
研究方法
研究对象：肝癌组织与正常组织
研究策略：RNA-seq 反向遗传学研究
研究结果
1）本研究通过表达谱芯片的方法鉴定出了一个在肝癌组织中高表达的癌胚融合因子MBNL3。
2）通过反向遗传学的研究思路，对临床患者的生存率和MBNL3的表达量进行了关联分析。结果表明，当MBNL3发生高表达时往往伴随了肝癌病人的高死亡率并且发现OCT4、SOX2以及NANOG这三个转录因子的表达可以调控MBNL3在肝癌中的表达。
3）通过对MBNL3进行过表达和敲降实验，证明了MBNL3可以驱动肝癌的发生并在其中占有主导地位。
4）通过全转录组测序对MBNL3调控肝癌发生的分子机制进行了研究。最终得到了527个显著差异的基因可变剪切并发现了lncRNA-PXN-AS1这个基因，该基因有5个外显子，其反义链编码PXN基因。
5）研究发现lncRNA-PXN-AS1基因根据其有无第4个外显子被分为两种转录本，分别为lncRNA-PXN-AS1-L（包含4外显子）和 lncRNA-PXN-AS1-S。其中MBNL3可诱导lncRNA-PXN-AS1外显子4包含物，而缺少外显子4的转录物与PXN mRNA的编码序列结合，导致翻译延伸因子从PXN mRNA的解离，从而抑制PXN mRNA翻译。通过诱导包含外显子4的基因，MBNL3可以上调PXN，从而介导MBNL3的促致癌作用。
本研究通过反向遗传学的研究思路从性状到基因定位，再到表型观察以及分子机制研究，建立了剪接因子和剪接事件作为潜在的治疗靶点，为将来肝癌的临床诊断与治疗提供了极大的帮助。
图2 MBNL3，lncRNA-PXN-AS1剪切以及PXN在临床组织中的关联分析
RNA-seq CRISPR/Cas9技术研究lncRNA在精子发生过程中的作用
Critical roles of long noncoding RNAs in Drosophila spermatogenesis
时间：2016 IF：11.92
期刊：Genome Research
研究背景
精子发生是一个复杂而巧妙的过程，这一过程涉及到了表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等。研究表明lncRNA在精子发生过程中呈现高度的特异性表达，这暗示着lncRNA在精子发生中发挥着重要的调控作用。
研究方法
研究对象：果蝇睾丸组织
研究策略：RNA-seq CRISPR/Cas9技术
研究结果
1）本研究选取模式生物果蝇为研究对象，通过高通量模型的建立以及一系列的筛选和鉴定，最终确定了128个睾丸中特异性表达的lncRNA并发现这些lncRNA位于三种不同的染色体上。
2）利用优化的CRISPR/Cas9 系统对其中105个lncRNA进行了敲除实验。通过对雄性果蝇育性测试、精子发生、发育、活力及核形态等进行观察分析，研究人员发现近1/3的lncRNA基因的缺失会导致精子发育异常甚至完全不育。
3）在敲除实验中发现6只敲除果蝇通过一种反式构型的转基因而得以完全或部分修复，从而表明这些 lncRNAs 主要是反式发挥作用。
4）5 个 lncRNA 突变体的基因表达谱显示，睾丸特异性 lncRNAs 调节着总体的基因表达并对后期的雄性生殖细胞分化有着重要的作用。与编码基因相比，睾丸特异性lncRNA的进化更快。此外，具有更强功能重要性的lncRNA表现出更高的序列保守性，表明它们处于不断进化选择。
本研究提供了对组织特异性lncRNA的功能和进化的重要见解，本研究产生的突变体lncRNA将是未来精子发生和lncRNA功能研究的宝贵资源。
图3 lncRNA在蝇精子发生中的体内功能示意图
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