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客戶成果丨lncRNA TSI通過負向調控TGF-β/Smad3 通路抑制腎臟纖維化

      南方醫科大學侯凡凡院士研究團隊長期從事腎臟病研究。 近期,其實驗室利用Arraystar LncRNA芯片發表了題為“長鏈非編碼RNA(lnc-TSI)通過負向調控TGF-β/Smad3 通路抑制腎臟纖維化”(Long noncoding RNA lnc-TSI inhibits renal fibrogenesis by negatively regulating the TGF-β/Smad3 pathway)的文章。該研究發現,人類腎小管上皮細胞中表達一種長鏈非編碼RNA-lnc-TSI,在促纖維化因子TGF-β刺激下表達明顯增加,lnc-TSI通過抑制Smad3的磷酸化阻斷TGF-β/Smad3通路活化,從而抑制腎臟纖維化的發生發展。該研究成果發表在SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE(IF: 16.71 )。(芯片實驗由康成生物提供技術服務)


研究背景

      慢性腎臟病已經成為全球性公共健康問題,其患病率和死亡率高,并明顯增加心血管疾病的危險性,產生巨額的醫療費用。慢性腎臟病導致的腎纖維化是終末期腎衰竭(尿毒癥)的主要原因。TGF-β是促進組織纖維化的重要因子。在TGF-β刺激下,Smad3蛋白的磷酸化是整個TGF-β/Smad3 通路活化的關鍵環節。 LncRNA作為重要的調控型RNA分子,在腎臟相關的疾病中也有報道其參與腎臟炎癥發展,但目前大部分的研究是在小鼠模型中進行的,人的腎臟中lncRNA的研究非常有限,深入的分子調控機制也有待挖掘。


研究思路

      為了研究lncRNA的是否在TGF-β/Smad3 通路中參與調控,侯教授團隊對TGF-β處理前后的人源管狀上皮細胞(TECs)HK2、HKC8進行Arraystar lncRNA芯片的高通量檢測。以差異大于5倍作為挑選標準,檢測到9個上調的指標,2個下調的指標,從中挑選上調顯著的lnc-TSI進行后續驗證。qPCR 驗證lnc-TSI在TGF-β刺激后顯著上調,亞細胞定位顯示主要分布在細胞質中。

      對該lncRNA進行功能研究發現,敲低lncRNA-TSI 顯著促進SMAD3的磷酸化,從而促進其入核。RNA pull-down檢測lnc-TSI可結合SMAD3,反向RIP實驗進一步驗證lnc-TSI結合在SMAD3的MH2區域,抑制TβRI 與SMAD3的結合,負向調控TGF-β/Smad3信號通路。

      將人類lnc-TSI轉入至小鼠腎臟中可以有效防治小鼠腎纖維化模型的發生發展。在慢性腎臟病患者的腎臟活檢組織中,lnc-TSI的表達水平與腎間質纖維化的嚴重程度呈負相關。在一組長期隨訪、接受重復腎活檢的慢性腎臟病患者中,首次腎活檢時腎臟lnc-TSI表達較低的患者四年后腎纖維化和腎功能減退較lnc-TSI表達較高者更為嚴重。lnc-TSI或可作為一個潛在的治療靶點。

技術路線



結果展示

圖一、A. 聚類圖展示TGF-β處理后芯片檢測中顯著變化的lncRNA;B. qPCR驗證lnc-TSI在TGF-β處理組顯著上調。

圖二、A. Lnc-TSI抑制SMAD3 磷酸化水平;B. Lnc-TSI敲低顯著促進SMAD3轉運入核。

圖三、A. RNA pull down檢測Lnc-TSI可結合SMAD3;B. RIP實驗驗證SMAD3與Lnc-TSI結合


研究意義

      該研究揭示了lncRNA在腎臟纖維化中的重要作用,lnc-TSI 通過競爭性結合SMAD3蛋白,影響TβRI對其磷酸化,從而抑制TGF-β/Smad3信號通路。臨床樣本研究也發現,首次腎活檢時腎臟lnc-TSI表達與腎纖維化和腎功能減退呈度負相關,可以作為潛在治療靶點。


原文出處

Long noncoding RNA lnc-TSI inhibits renal fibrogenesis by negatively regulating the TGF-β/Smad3 pathway. Sci Transl Med. 2018.