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bat365在线中国登录入口助力发现高度近视并发性白内障中关键环状RNA分子

日期:2023/3/31 10:09:57 发布人:

    近日,复旦大学附属眼耳鼻喉科医院卢奕教授团队在国际知名学术期刊《临床医学杂志》(Journal of clinical medicine, IF: 4.964 JCR: Q2)上发表了题为 “The Differential Expression of Circular RNAs and the Role of circAFF1 in Lens Epithelial Cells of High-Myopic Cataract”的研究成果。

    该研究对高度近视并发性白内障(HMC)和老年性白内障(ARC)患者的晶状体膜样品进行了全转录组测序,分析筛选出差异表达的环状RNA circAFF1,进一步功能实验证明它可以竞争性结合miR-760调控原肌球蛋白1(TPM1)的表达,进而增加晶状体上皮细胞(LECs)的活力和迁移能力,抑制其凋亡,阐释了环状RNA circAFF1在HMC发生过程中的转录调控机制。bat365在线中国登录入口旗下南通中科医学检验实验室作为服务方为该研究提供了全转录组测序和个性化的数据分析服务。


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      高度近视并发性白内障(HMC)是一种比老年性白内障(ARC)发病早、进展快的复杂白内障。随着青少年HMC发病率的增加,HMC患者群体也越来越年轻,但其发病机制尚不清楚。环状RNA(circRNAs)是一种非编码RNA,具有稳定的封闭环状结构,不含3′-poly(A)和5′-cap结构,越来越多的研究表明它与疾病发生发展有关,但它在HMC发病中的作用机制尚不清楚。

      本研究使用24例HMC和24例ARC患者的晶状体膜样本进行全转录组测序,共检测到9192个circRNA,HMC组和ARC组之间共鉴定出1163个显著差异表达的circRNA(DEcRs)。对DEcRs 的宿主基因进行GO富集分析发现, 其主要富集于染色质和蛋白质修饰相关的生物过程,而差异表达基因(DEGs)主要富集在蛋白质靶向结合和RNA分解代谢过程。通过对DEcRs的宿主基因和DEGs进行KEGG富集分析表明它们主要富集在TGF-β、Wnt和mTOR信号通路,这些通路与白内障的发生和发展密切相关。作者基于差异表达miRNA(DEmRs)、DEcRs和DEGs之间的靶向调控和表达量相关性,构建了一个包含120个circRNA、47个miRNA和102个mRNA的竞争性结合RNA(ceRNA)网络,发现circAFF1、circMSH3、circSAFB2、circREPS2和circBPTF是miR-760的潜在靶基因,而miR-760又靶向调控了编码基因TPM1、GOSR2和C7orf50等的表达。


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      为了进一步研究circRNA在HMC发生过程中的功能,研究者挑选了4个circRNA(circAFF1、circSLC15A4、circTRPM7和circDENND5B)进行qPCR的验证,结果与测序结果一致。继而将研究方向聚焦到环状RNA circAFF1上,RNA-Fish结果显示circAFF1主要分布在晶状体上皮细胞系(LECs)的细胞质中。将circAFF1过表达的载体LECs (LECcAFF1)和空载体LECs(LECvector)进行细胞转染培养,发现circAFF1能促进LECs细胞增殖、迁徙,随后的流式细胞术实验表明circAFF1能抑制LECs细胞凋亡。

      使用circAFF1 + miR-760 模拟物表达载体、circAFF1 + 对照miRNA 模拟物表达载体分别共转染HEK293T细胞,发现miR-760模拟物组与对照miRNA模拟物组和空白对照组相比,荧光素酶活力发生显著降低。而另外一组同样处理,但是将circAFF1与miR-760的潜在结合种子序列突变掉,三个处理的荧光素酶活力却没有明显差异,这就证明circAFF1能够通过特定种子序列吸附结合miR-760。为了验证三者之间的ceRNA关系,作者对不同转染处理LECs细胞中TPM1和miRNA的表达量进行qPCR检测,发现LECcAFF1与LECvector和LECs空白对照组相比,TPM1上调表达,miR-760下调表达,但在LECcAFF1中添加miR-760模拟物会导致TPM1发生显著下调,这就说明circAFF1能够通过竞争性结合miR-760调控TPM1表达。


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    综上所述,本研究借助全转录组测序探索了circRNAs参与HMC发病的机制,并鉴定出一个具有生物学功能的circRNA分子circAFF1,这对于解析HMC的发生机制以及开发相关治疗策略具有重要意义。


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参考文献:

Ma S, Zhu X, Li D, Yang F, Meng J, Jiang Y, Ma J, Lu Y. The Differential Expression of Circular RNAs and the Role of circAFF1 in Lens Epithelial Cells of High-Myopic Cataract. J Clin Med. 2023 Jan 19;12(3):813.


链接:

https://doi.org/10.3390/jcm12030813


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