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非同一般的非編碼small RNA,參與缺氧下的血管生成

瀏覽次數:4165 發布日期:2016-6-24  來源:http://www.shbio.com/news/research/3090.html

非編碼RNA是近年來轉錄組學研究的熱點,其中,long non-coding RNA(lncRNA),microRNA,circularRNA是大家研究的非常多的非編碼。其實,在small non-coding RNAs世界,除了我們熟知的microRNA之外,還包括piwi-interacting RNAs(piRNAs),small nucleolar RNAs(snoRNAs)和transfer RNAs(tRNAs)。

由于血液供應不足引起的缺血損傷會引起缺血組織的生能行使。其中,缺血性中風會引起成人腦缺血而致殘或致死。已有研究表明,缺血性中風會伴隨血管生成,在缺血誘導幾個小時后,血管生成因子的表達會急速提高。這對于缺血后的神經管修復與中風恢復至關重要。因此,在缺血下誘導的血管生成機制研究顯得非常重要。

研究表明,miRNAs在血管內皮細胞和腫瘤細胞中高表達,是血管生成的重要調控因子。另外,PiRNAs也被參與其中。tRNAs是一類長度為73-94nts的RNAs,是蛋白合成過程中的重要參與者。此外,tRNAs也參與細胞溝通,逆轉錄和目標蛋白降解過程。最近的研究發現,tRNAs可以在5’端發生剪切形成一類新的small RNAs(tRNA halves),而這個剪切過程會受到一些外在脅迫的誘導。該研究中RNA測序服務由伯豪生物提供。在缺血誘導下,tRNAs會發生剪切行為嗎?這個過程會一起什么樣的生物學現象呢?本研究對這些過程作了一一解答。
 



研究結果:1大鼠大腦缺氧后tRNA來源的small RNAs顯著增加


為了探究組織局部缺血后引起的small RNAs變化,研究人員對大鼠MACO模型右腦誘導24小時后與對照左側大腦進行了small RNAs高通量測序檢測(由上海伯豪提供)。結果顯示,在對照組中,大部分的small RNAs長度為20-24nt。而在缺血組中,大部分small RNAs長度為29-34nt。進一步分析表明,缺血組中的大部分(51.6%)的small RNAs為tRNAs剪切片段。該結果表明,tRNAs來源small RNAs可能在大腦組織缺血時有重要調控作用。
 


     

通過與Genomic tRNA Database進行比對分析,研究人員發現這部分small RNAs來源于tRNAVal(CAC)和tRNAGly(GCC),同時,他們大部分都是由tRNAs的5’端剪切而來,屬于anti-codon loop。這些數據表明,tRNAs來源small RNAs不是隨機的由tRNA降解而來,而是在缺血條件下的精密調控而來。



     

接下來,Northern blot實驗也驗證了其中上調的tRNAVal(CAC)和tRNAGly(GCC)來源片段。此外,qPCR分析也表明,這些small RNAs在缺血后24hr,48hr和72hr時都顯著提高。

為了進一步探究脅迫誘導的tRNAs剪切過程,研究人員在缺血條件下對不同時間(D1,D2,D3)的下肢組織進行了檢測。結果顯示,tRNAVal(CAC)片段在D3和D7是增加,而tRNAGly(GCC)片段在D7時增加。同時,研究人員在缺氧條件下也進行了檢測。結果顯示,血管內皮細胞,48h和72h時,tRNAVal(CAC)和tRNAGly(GCC)來源片段顯著增加。該結果表明,缺血和缺氧條件下,血管內皮細胞的tRNA會發生剪切,進而影響血管生成過程。


   

為了探究tRNAVal(CAC)和tRNAGly(GCC)來源small RNAs在血管生成中的作用,研究人員進行外源合成,然后處理血管內皮細胞。結果顯示,處理后的細胞增殖受到抑制,遷移能力也減弱,管腔生成受到抑制。因此,tRNAVal(CAC)和tRNAGly(GCC)來源small RNAs通過影響細胞增殖,遷移和管腔生成而影響血管生成。
 

已有研究表明血管生成素(ANG),可以在細胞質中剪切tRNA。那么,缺氧條件下產生的tRNA剪切過程是否也是由血管生成素(ANG)引起?結果顯示,在缺氧下,ANG定位于紙膜顆粒中。通過對內皮細胞siRNA敲除ANG,誘導缺氧分析,研究人員發現在ANG下調后,tRNAVal(CAC)和tRNAGly(GCC)來源small RNAs顯著減少。因此,該結果表明在缺氧下,ANG會特異性對tRNA的剪切。

 

非編碼RNA的世界真精彩,負責翻譯轉運的tRNA還有另類角色。該研究從一個全新的角度向我們展示了tRNA來源的small RNA在誘導脅迫下的功能機制。角度新,證據充分,拓寬了我們的視野,相信大家都會覺得有眼前一亮的感覺。


原文出處:Li Q, Hu B, Hu GW, Chen CY, Niu X, Liu J, Zhou SM, Zhang CQ, Wang Y, Deng ZF. tRNA-Derived Small Non-Coding RNAs in Response to Ischemia Inhibit Angiogenesis. Sci Rep. 2016,6:20850.

發布者:上海伯豪生物技術有限公司
聯系電話:021-58955370
E-mail:market@shbio.com

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