今天和大家分享一篇發(fā)表在Mol Ther Nucleic Acids.有關RNA測序,、分析+實驗驗證的文章。題目為：Preeclampsia-Associated lncRNA INHBA-AS1 Regulates the Proliferation, Invasion, and Migration of Placental Trophoblast Cells,。

研究背景：

子癇前期（preeclampsia, PE）是妊娠期特有的綜合征,，主要表現(xiàn)為妊娠20周后新發(fā)高血壓和蛋白尿，可伴有其他系統(tǒng)疾病表現(xiàn),。目前子癇前期的病因和發(fā)病機制尚不明確,，有研究認為其可能的機制包括：血管內(nèi)皮受損、 炎癥免疫過度激活,、營養(yǎng)缺乏,、遺傳因素、胰島素抵抗等,，發(fā)病主要可能與滋養(yǎng)細胞浸潤不足導致子宮螺旋動脈重鑄障礙有關,。長鏈非編碼RNA（long noncoding RNA, lncRNA）是指轉(zhuǎn)錄本長度超過200核苷酸數(shù)（nucleotide，nt） 的RNA分子。已有研究發(fā)現(xiàn)lncRNA在子癇前期患者胎盤中相對正常對照組出現(xiàn)異常表達,，并影響滋養(yǎng)細胞增殖,、遷移、侵襲,、凋亡等功能,。如 IGF2 /H19 MEG3， SPRY4-IT1,，HOTAIR,， MALAT1， FLT1P1 CEACAMP8 可以通過甲基化,、 Notch-EGFL7 信號通路,、Wnt /β-catenin 信號通路等方式導致子癇前期。LncRNA-mRNA 共表達分析發(fā)現(xiàn)其在脂質(zhì)代謝和 2 型免疫應答等通路中均有顯著參與,， 這與子癇前期相對正常妊娠其代謝和免疫狀態(tài)受到影響的理論一致,。

研究方法：作者所在的研究團隊收集了2015年5月－2016年1月南方醫(yī)院產(chǎn)科剖宮產(chǎn)分娩的9例重癥早發(fā)子癇前期(early-onset severe preeclampsia, EOSPE)及32例正常對照組胎盤組織樣本進行RNA測序，通過測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)在重癥早發(fā)子癇前期患者胎盤中相對正常對照組高表達的lncRNA INHBA-AS1(INHBA antisense RNA 1),。進一步收集2016年5月－2017年1月南方醫(yī)院產(chǎn)科剖宮產(chǎn)分娩的27例子癇前期和31例正常對照組胎盤樣本進行實時熒光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)驗證,，同樣顯示lncRNA INHBA-AS1在子癇前期中表達顯著上調(diào)。接著在滋養(yǎng)細胞系HTR-8/SVneo中研究lncRNA INHBA-AS1的生物學功能和可能的作用機制,；同時用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除lncRNA INHBA-AS1后,，進一步研究其功能；通過熒光原位雜交（Fluorescent In Situ Hybridization,， FISH）和核質(zhì)分離實驗定位lncRNA INHBA-AS1,。接下來通過RNA pull down實驗對lncRNA INHBA-AS1結(jié)合的蛋白進行質(zhì)譜分析， 對結(jié)合蛋白進行GO-CC分析,；通過生信分析尋找受lncRNA INHBA-AS1調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子及轉(zhuǎn)錄因子的靶基因,，通過RIP實驗反向驗證了lncRNA INHBAAS1與分析結(jié)果中的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合。進一步利用CHIP和熒光素酶報告基因?qū)嶒炞C明lncRNA INHBAAS1結(jié)合相應的轉(zhuǎn)錄因子從而影響靶基因的轉(zhuǎn)錄,。同時,，靶基因可以影響侵襲/遷移相關通路蛋白MMP2、 MMP3,、 Vimentin,。

研究結(jié)果：

1. LncRNA INHBA-AS1 在 EOSPE 胎盤中高表達

在作者的前期研究中，采集了9例EOSPE胎盤樣本和32例正常對照組胎盤樣本,，進行RNA測序,，測序結(jié)果顯示lncRNA INHBA-AS1 在 EOSPE胎盤樣本中相對正常對照組表達量升高，實時熒光定量PCR實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)85%(23/27)的子癇前期患者胎盤lncRNA INHBA-AS1 明顯上調(diào),。并且發(fā)現(xiàn)孕婦收縮壓與 lncRNA INHBA-AS1 的表達量呈正相關,。 孕婦舒張壓與 lncRNA INHBAAS1 表達量的相關性結(jié)果同樣呈正相關,。提示 lncRNA INHBA-AS1 與患者的一些臨床數(shù)據(jù)關系密切。為了確定 INHBA-AS1-蛋白質(zhì)復合物的功能性細胞

定位,，進行 Gene Ontology (GO)富集分析,， 發(fā)現(xiàn) lncRNA INHBA-AS1 結(jié)合蛋白可能與細胞核中的復合物相關。

2. LncRNA INHBA-AS1影響滋養(yǎng)細胞生物學功能

作者通過在HTR-8/SVneo 細胞中過表達和敲除LncRNA INHBA-AS1,，對功能進行探索發(fā)現(xiàn)：過表達lncRNA INHBA-AS1抑制HTR-8/SVneo 細胞的侵襲/遷移,、增殖能力；促進了凋亡能力,。刪除 lncRNA INHBA-AS1 促進HTR-8/SVneo細胞的侵襲/遷移,、增殖能力，抑制了凋亡能力,。

3.INHBA-AS1 結(jié)合 CENPB 調(diào)控 INHBA 和 TRAF1

作者利用FISH和細胞核質(zhì)分離實驗對INHBA-AS1的定位進行了探究,，發(fā)現(xiàn) lncRNA INHBA-AS1主要在細胞核中表達，說明lncRNA INHBA-AS1可能參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控過程,。為了尋找與 lncRNA INHBA-AS1 結(jié)合的蛋白質(zhì),，進行了RNA-pulldown實驗和質(zhì)譜檢測，檢測到lncRNA INHBA-AS1 蛋白復合物中的 167 個蛋白,，其中有45個轉(zhuǎn)錄因子顯示出顯著的富集,。為了確定 INHBA-AS1-蛋白質(zhì)復合物的功能性細胞定位，進行 Gene Ontology (GO)富集分析,，發(fā)現(xiàn) lncRNA INHBA-AS1 結(jié)合蛋白可能與細胞核中的復合物相關,，進一步驗證了 lncRNA INHBAAS1 位于細胞核中并參與轉(zhuǎn)錄或其相關過程。同時作者通過生信分析方法,，構(gòu)建了轉(zhuǎn)錄因子-靶基因調(diào)控網(wǎng)絡,，在網(wǎng)絡中發(fā)現(xiàn)CENPB具有第二高的中介中心性。說明CENPB可能在該調(diào)控網(wǎng)絡中發(fā)揮重要作用,。為了進一步驗證 lncRNA INHBA-AS1 與轉(zhuǎn)錄因子 CENPB 結(jié)合,，作者通過 RNA 免疫沉淀(RIP)實驗進行了反向驗證，得出了一致的結(jié)論,。

4.CENPB 通過結(jié)合 INHBA 和 TRAF1 的啟動子區(qū)促進其轉(zhuǎn)錄

為了研究轉(zhuǎn)錄因子CENPB對INHBA和TRAF1的影響，作者建立HTR-8/SVneo細胞的CENPB過表達穩(wěn)定細胞株,，通過qRT-PCR發(fā)現(xiàn)INHBA 和 TRAF1 的 mRNA 和蛋白水平均較對照組升高,，相反， 當 HTR-8/SVneo 細胞中 CENPB 被敲除時,，INHBA 和 TRAF1 的 mRNA 水平和蛋白水平較對照組下降,。同時染色質(zhì)免疫沉淀(ChIP)實驗檢證實 CENPB 與 INHBA 和 TRAF1 啟動子區(qū)域相結(jié)合。 接下來,，通過熒光素酶報告基因實驗分別檢測 HTR-8/SVneo細胞系,、INHBA-AS1過表達細胞系,、INHBA- AS1敲除細胞系中，INHBA啟動子區(qū)域片段(INHBA-2)和TRAF1啟動子區(qū)域片段(TRAF1-3)啟動子活性的改變,。熒光素酶報告基因?qū)嶒灲Y(jié)果顯示 lncRNA INHBA- AS1 抑制 CENPB 對INHBA 和 TRAF1 啟動子的促轉(zhuǎn)錄作用,。

5. INHBA-AS1通過INHBA和TRAF1對HTR-8/SVneo細胞侵襲/遷移發(fā)揮作用

作者通過前期的生信分析和實驗證明lncRNA INHBA-AS1通過結(jié)合CENPB抑制胎盤滋養(yǎng)層細胞的侵襲和遷移，且CENPB可以結(jié)合INHBA和TRAF1 的啟動子區(qū)調(diào)控其轉(zhuǎn)錄,。為了進一步確認 lncRNA INHBA-AS1 在 HTR-8 / SVneo 細胞中通過結(jié)合 CENPB調(diào)節(jié)INHBA 和TRAF1 的轉(zhuǎn)錄,，作者在 HTR-8 / SVneo 細胞中分別過表達 lncRNAINHBA-AS1, INHBA, TRAF1以及在過表達 INHBA-AS1 的 HTR-8 /Svneo 穩(wěn)定細胞株中轉(zhuǎn)染空載 pcDNA3.1， pcDNA3.1-INHBA,， pcDNA3.1-TRAF1,。結(jié)果提示，過表達INHBA-AS1可以抑制滋養(yǎng)細胞的侵襲和遷移,，而INHBA或TRAF1 可部分恢復 HTR-8/SVneo 細胞被 INHBA- AS1 所阻斷的侵襲和遷移功能,，接下來也檢測到了MMP2、MMP3和Vimentin 這幾個參與細胞侵襲和遷移通路的關鍵分子在 HTR-8 / SVneo 細胞過表達 INHBA 和 TRAF1后出現(xiàn)上調(diào),。在敲除 INHBA-AS1的HTR-8 / Svneo穩(wěn)定細胞株中分別轉(zhuǎn)染 si-NC,，si-INHBA，si- TRAF1,。Transwell 結(jié)果顯示敲除INHBA-AS1 促進了 HTR-8/SVneo 細胞的侵襲和遷移,，進一步敲低 INHBA 或TRAF1 可部分抑制 INHBA-AS1 對 HTR-8/SVneo 細胞侵襲和遷移能力的促進作用。與此同時,，敲低 INHBA 或 TRAF1 后,，MMP2、MMP3,、Vimentin等侵襲遷移標志物表達下調(diào),。

總結(jié)：

作者通過對EOSPE患者胎盤進行RNA測序，生信分析結(jié)果提示,，lncRNA INHBA-AS1的表達量存在顯著差異,。通過擴大樣本收集子癇前期患者胎盤與正常產(chǎn)婦胎盤，進一步驗證了 lncRNA INHBA-AS1在子癇前期患者胎盤中表達量升高,，且發(fā)現(xiàn)表達水平與孕婦血壓呈正相關,。進一步探究 lncRNA INHBA-AS1的上調(diào)如何參與子癇前期的發(fā)病。通過生信分析及實驗發(fā)現(xiàn)lncRNA INHBA- AS1與轉(zhuǎn)錄因子CENPB結(jié)合,，從而抑制下游靶基因INHBA,、TRAF1的轉(zhuǎn)錄， 影響滋養(yǎng)細胞的侵襲和遷移,，從而參與子癇前期的發(fā)病機制,。