论文:CircRNA expression profiles in human visceral preadipocytes and adipocytes(人内脏前脂肪细胞和脂肪细胞内CircRNA的表达谱)
环状RNA(CircRNAs)调控多种生理和病理过程,但其在内脏脂质沉积中的作用尚未见报道。本研究从内脏脂肪组织(HPA-v)诱导人前脂肪细胞形成脂肪细胞,并利用crcRNA微阵列技术检测HPA-v和脂肪细胞内的crcRNA表达谱。
基因芯片数据显示,与HPA-V相比,脂肪细胞中2,215和1,865个转录因子分别有明显的上调和下调,而且,根据京都基因百科全书和基因组分析,差异表达的圆环RNA亲本基因与脂肪酸代谢密切相关。
选择hsa_CIRC_(0136134)、hsa_CIRC_(0017650)和hsa_cicRNA 9227~(-1)3种圆环RNA进行定量PCR(QPCR)验证,其结果与芯片结果一致。
此外,还利用Miranda软件预测微RNA(MiRNAs)可能针对前10位上调和下调的CircRNAs,以及14个miRNAs,其中有两个以上的miRNA反应元件针对这些转录因子。这是第一次研究圆环RNA在HPA-v和脂肪细胞中的表达谱,可能为内脏肥胖提供潜在的治疗靶点。
· 前脂肪细胞分化
· 油红O染色
· 总RNA提取
· CircRNA微阵列分析
· 定量PCR
· 统计分析
为获得成熟的内脏脂肪细胞,在含0.1mM 3-异丁基-1-甲基黄嘌呤、1M地塞米松和5g/ml胰岛素的培养基中诱导HPA-v分化。通过油红O染色和脂肪标记基因表达的鉴定,证实了HPA-v的分化特征。
油红O染色显示分化后细胞质内有大量脂质沉积。此外,PPARG 2、CEBPA和FABP 4成熟内脏脂肪细胞mRNA表达水平显著升高(P<0.05)
为了研究圆环RNA是否与脂质沉积有关,一种人圆环RNA微阵列(Version2.0;Agilent Technologies,Inc.)测定HPA-v和脂肪细胞内圆环RNA的表达谱。用GeneSpringGX软件,表明log 2比值在所有样品中的分布是相似的。
绘制火山图,比较hpa-v和脂肪细胞的圆环RNA表达谱。HPA-v和脂肪细胞之间差异表达的圆环RNA分别为≥5.0和P值≤0.0 1。与hpa-v相比,脂肪细胞共检测到2,215个上调和1,865个下调的转录因子。
列出前10位上调和下调的crna,而hsa_circ_0094183、hsa_circ_0116913在小鼠中同源的crcRNA分别为mu_circpedia_216382、mtu_circpedia_14213,而其他18个crna在小鼠中没有发现它们的同源圆环RNA。
采用层次聚类分析方法,对差异表达的圆环RNA的表达模式进行了可视化分析。表明内脏脂肪细胞与HPA-V之间有不同的表达周期RNA。
分析了不同表达的圆环RNA在人类染色体上的分布,发现4,080个差异表达的圆环RNA来源于位于所有染色体上的基因,但在第13、18、21和Y染色体上很少。
对这些基因在亲本中的分布进行分析,发现3,968(97.25%)个圆环RNA定位于971个亲本,其中437个(45.01%)亲本基因产生一个圆环RNA,179(18.43%)个亲本基因产生5个以上的圆环RNA。
为了研究不同表达周期RNA的潜在功能,利用KEGG数据库对971个亲本基因进行了分析。最富集的前15条途径,包括脂肪酸代谢、脂肪酸降解、脂肪酸生物合成和PPAR信号通路。最显著的富集途径是脂肪酸代谢(P=7.83E-08),大多数基因参与代谢途径(基因计数=104)。
为了分析差异表达的crna的潜在功能,我们预测了前10位上调和下调的crcRNAs的MERS。列出具有两个以上MERS的miRNAs,目标是前10位上调和下调的CircRNAs。
Hsa_CIRC_0136134、hsa_CIRC_0067409、hsa-圆环RNA 9227-1、hsa_CIRC_0060971、hsa_cicRNA 9333-2、hsa_CIRC_0052586和hsa-圆环RNA 2910-9分别与1、1、1、1、2、3和5 MERS相互作用。圆环RNA和miRNAs之间的相互作用还需要进一步的研究。
CircRNAs可以招募miRNAs来调节靶基因的表达。而且大多数圆环RNA都有一个以上的miRNA结合位点;例如,cirs-7含有60多个miR-7的靶位点,可以作为miR-7海绵,影响miR-7靶基因的表达。
在本研究中,我们发现前10位上调和下调的crna有许多潜在的miRNA结合位点,例如hsa-圆环RNA 9227-1,它在内脏脂肪细胞中被上调。包含至少两个hsa-miR-665的目标站点。以前的研究表明,hsa-miR-665在人间充质干细胞的脂肪细胞分化过程中被下调,而赛平则促进脂肪细胞的分化。
是miR-665的潜在靶基因。这些结果表明,hsa-cycRNA 9227-1参与了调节脂肪发生的过程,其机制是通过招募hsa-mir-665来实现的。然而,圆环RNA作为miRNA海绵在内脏脂质沉积中的作用还需要更多的研究。
本研究对人内脏前脂肪细胞和脂肪细胞的圆环RNA表达谱进行了研究。两种细胞类型的圆环RNA表达谱明显不同,反映了它们与脂肪发生的密切联系。需要进一步研究圆环RNA在内脏前脂肪细胞分化和脂质沉积中的作用,以开发新的治疗肥胖的方法。
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