动脉粥样硬化相关环状RNA circANRIL调控核糖体RNA成熟作用过程.pdf

动脉粥样硬化相关环状RNA circANRIL调控核糖体RNA 成熟作用过程 8月19日，Nature Communications杂志在线发表了德国慕尼黑Ludwig-Maximilians 大学Daniel Teupser教授的一项环状RNA研究的重要工作。报道发现动脉粥样硬化相关的 一种环状RNA：circANRIL可以调控核糖体RNA的成熟作用(Holdt et al., 2016)。 已有的文献表明9号染色体短臂p21区域（9p21）是人类动脉粥样硬化疾病相关的重要 基因座，非编码RNA ANRIL(CDKN2B-AS1)就位于该区域，该基因也可以形成环状RNA。 线性的ANRIL（linANRIL）表达增高与动脉粥样硬化有关。在linANRIL中存在Alu元件，且 该元件在灵长类动物中相对保守，暗示可能是一种功能获得性基因进化结果。基于这一系列 的研究背景，作者提出重要的科学问题：ANRIL基因的环状RNA是否与动脉粥样硬化疾病有 关？本文通过蛋白质组学筛选，生物信息学分析和功能验证最终发现circANRIL能够调控核 糖体RNA的成熟过程，影响核糖体生成和核仁压力，最终影响动脉粥样硬化疾病进程。 作者首先针对ANRIL基因外显子区形成不同形式的环状RNA进行系统分析，发现存在 多种形式的环状RNA分子。 图1 ANRIL基因外显子对应的环状RNA分子（来自(Holdt et al., 2016)） 进一步在不同组织和细胞系中鉴定circANRIL的表达量，表明外显子5,6,7所形成的环 状RNA是含量最丰富的形式，作者将外显子5,6,7环化形成的环状RNA定义为circANRIL。 图2 ANRIL基因对应的不同环状RNA在不同组织和细胞中表达分析（来自(Holdt et al., 2016)） 进一步分析circANRIL表达量，表明circANRIL表达量大约是linANRIL RNA的表达量的 9.7倍，比著名的环状RNA CDR1as及circHPRT1的表达量还要高。这说明circANRIL是表达 丰度相对较高的非编码RNA分子。 图3 circANRIL表达量定量分析 （来自(Holdt et al., 2016)） 作者也进行了荧光原位杂交分析（FISH），表明circANRIL在动脉粥样硬化血管组织中 存在高表达。 图4 荧光原位杂交分析circANRIL组织表达特异性 （来自(Holdt et al., 2016)） 由于9p21染色质区是动脉粥样硬化对应的基因座区域，circANRIL是否直接参与了动 脉粥样硬化疾病过程还需要进行临床遗传学分析。因此作者接下来就在一定数量的病人标本 中分析circANRIL与临床症状之间的对应关系。作者利用冠状动脉造影技术分析患者冠状动 脉粥样硬化的程度。结果表明9p21相关的患者的circANRIL表达水平在外周血单个核细胞中 明显增高（n=1933）。这一系列数据表明9p21，circANRIL表达增高以及CAD protection 之间存在关联性。 图5 定量PCR 分析circANRIL表达量与临床症状的对应关系