Hepatology发表应用Arraystar LncRNA芯片研究肝癌文章

小丫

第二军医大学孙树汉教授课题组长期致力于肝癌研究，许多实验成果已经发表在国际顶级期刊上。此次研究利用Arraystar lncRNA芯片（长链非编码RNA芯片）对肝癌及癌旁组织进行系统性筛查，发现lncRNA-HEIH在乙型肝炎病毒（HBV）导致的肝癌（HCC）发生中起重要作用，研究成果发表在Hepatology。
长链非编码RNA（Long non-coding RNA, lncRNA）是一类本身不编码蛋白、转录本长度超过200nt的RNA分子，但是它可以在多种层面上（表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等）调控基因的表达。LncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”，是RNA聚合酶II转录的副产物，不具有生物学功能。然而，近年来大量研究表明，lncRNA参与了X染色体沉默，基因组印记以及染色质修饰，转录激活，转录干扰，核内运输等多种重要的生物学过程，并且在肿瘤发生过程中有重要的调控作用。
肝癌(Hepatocellular carcinoma, 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，预后差，五年预后存活率仅有10~20%。肝癌可由多种病因引起，乙肝病毒（hepatitis B Virus, HBV）感染是最常见的潜在致病因子。因此，研究与发现新的肝癌特异的生物标志物和治疗靶点是改善乙肝病毒型肝癌的临床治疗效果的有效途径。
% Q- Q* ^+ v3 T, _6 y8 j孙树汉教授课题组利用Arraystar公司的LncRNA芯片对相应的肝癌和癌旁组织的LncRNA表达谱进行了比较，找到了一个在癌组织中特异高表达的LncRNA（lncRNA-HEIH）。结合病人生存时间等临床数据进行关联分析发现lncRNA-HEIH的表达水平可以作为病人生存时间的预测标志，并且与癌症的复发有较高的相关性。lncRNA-HEIH的功能研究提示它在细胞周期调控中起重要作用，它可能通过与EZH2结合来招募PRC2，进而抑制下游靶基因的表达从而发挥其调控功能。这些结果表明lncRNA-HEIH有望成为病毒型肝癌的一个新的早期诊断标志或治疗靶点。
3 f: t% ?7 @2 c8 l, Z8 z9 i, c/ k图1为本次研究的实验思路和技术路线图（其中LncRNA芯片实验在康成公司完成）。研究者首先通过LncRNA芯片实验（相关结果见图2）和RT-PCR验证，在5例肝癌组织与5例癌旁组织样本中找到了一个肝癌细胞高表达的LncRNA（lncRNA-HEIH），并且在大量样本（50例肝癌和正常组织，20例肝硬化组织和正常肝组织）验证了lncRNA-HEIH的特异性。通过基因共表达网络图和病人生存时间等临床数据关联分析，发现lncRNA-HEIH可以作为一个独立的判断HCC病人生存时间的预后指标。一般lncRNA-HEIH表达越高，HCC病人的预后越差。
% H" Q! j# B6 s2 j然后研究人员对lncRNA-HEIH的功能展开了深入的研究。首先利用过表达技术（gain of function ）和RNAi技术（loss of fuction）发现lncRNA-HEIH能促进细胞增殖，在细胞周期调控过程中起重要作用。RNA免疫共沉淀和ChIP等实验揭示了lncRNA-HEIH可以通过结合EZH2招募PRC2，进而抑制下游靶基因的表达，实现调控细胞周期的功能。这些结果提示在肝细胞癌症发生过程中，lncRNA-HEIH可能是一个重要的调控“枢纽”。
这篇文章的研究成果具有重要的生物学意义和临床应用价值：揭示了LncRNA在肝癌增殖过程中起重要的调控作用，并且通过功能实验找到了LncRNA调控细胞增殖的机制，为研究肝癌的发生机理提供了一些新的线索和研究思路；另外，LncRNA-HEIH的表达水平能够很好的预测肝癌的预后情况，有可能作为一直新型分子标记物用于肝癌的早期诊断。

3 Q! P; j' i: Y9 k+ Z. o- E图1. 实验思路和技术线路图
4 {( Y/ h0 @& s* o7 t
. z+ I: Y/ y, i9 f, N* w; p图2. 肝癌（n=5）和癌旁组织（n=5）的芯片聚类结果。Arraystar公司的lncRNA芯片同时设计了mRNA与lncRNA，图A为差异表达的254个mRNA聚类结果，图B为差异表达的174个lncRNA聚类结果。红色代表上调，绿色代表下调。
附?本次研究中康成生物提供的LncRNA芯片服务所使用Arraystar公司的LncRNA芯片详细信息：

" T* P5 h2 E6 |8 y0 |2 j芯片名称	物种	" x) m$ w8 S* b  e1 w' [芯片格式	: O+ R, H# ]; Z探针解析度
+ I/ A; T4 e+ ^& qArraystar Human LncRNA Array	Human	; b/ \) b* Y0 `$ _12×135K	2 y2 W' E% _% m4 Z; rLncRNAs(~21,000) +coding genes(~18,800)

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http://www.kangchen.com.cn/service/servicemain.asp?id=163

参考文献：
Yang, F., et al., Long non-coding RNA high expressed in hepatocellular carcinoma (lncRNA-HEIH) facilitates tumor growth through enhancer of zeste homolog 2. Hepatology, 2011.