客户成果丨lncRNA TSI通过负向调控TGF-β/Smad3 通路抑制肾脏纤维化

      南方医科大学侯凡凡院士研究团队长期从事肾脏病研究。 近期,其实验室利用Arraystar LncRNA芯片发表了题为“长链非编码RNA(lnc-TSI)通过负向调控TGF-β/Smad3 通路抑制肾脏纤维化”(Long noncoding RNA lnc-TSI inhibits renal fibrogenesis by negatively regulating the TGF-β/Smad3 pathway)的文章。该研究发现,人类肾小管上皮细胞中表达一种长链非编码RNA-lnc-TSI,在促纤维化因子TGF-β刺激下表达明显增加,lnc-TSI通过抑制Smad3的磷酸化阻断TGF-β/Smad3通路活化,从而抑制肾脏纤维化的发生发展。该研究成果发表在SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE(IF: 16.71 )。(芯片实验由康成生物提供技术服务)


研究背景

      慢性肾脏病已经成为全球性公共健康问题,其患病率和死亡率高,并明显增加心血管疾病的危险性,产生巨额的医疗费用。慢性肾脏病导致的肾纤维化是终末期肾衰竭(尿毒症)的主要原因。TGF-β是促进组织纤维化的重要因子。在TGF-β刺激下,Smad3蛋白的磷酸化是整个TGF-β/Smad3 通路活化的关键环节。 LncRNA作为重要的调控型RNA分子,在肾脏相关的疾病中也有报道其参与肾脏炎症发展,但目前大部分的研究是在小鼠模型中进行的,人的肾脏中lncRNA的研究非常有限,深入的分子调控机制也有待挖掘。


研究思路

      为了研究lncRNA的是否在TGF-β/Smad3 通路中参与调控,侯教授团队对TGF-β处理前后的人源管状上皮细胞(TECs)HK2、HKC8进行Arraystar lncRNA芯片的高通量检测。以差异大于5倍作为挑选标准,检测到9个上调的指标,2个下调的指标,从中挑选上调显著的lnc-TSI进行后续验证。qPCR 验证lnc-TSI在TGF-β刺激后显著上调,亚细胞定位显示主要分布在细胞质中。

      对该lncRNA进行功能研究发现,敲低lncRNA-TSI 显著促进SMAD3的磷酸化,从而促进其入核。RNA pull-down检测lnc-TSI可结合SMAD3,反向RIP实验进一步验证lnc-TSI结合在SMAD3的MH2区域,抑制TβRI 与SMAD3的结合,负向调控TGF-β/Smad3信号通路。

      将人类lnc-TSI转入至小鼠肾脏中可以有效防治小鼠肾纤维化模型的发生发展。在慢性肾脏病患者的肾脏活检组织中,lnc-TSI的表达水平与肾间质纤维化的严重程度呈负相关。在一组长期随访、接受重复肾活检的慢性肾脏病患者中,首次肾活检时肾脏lnc-TSI表达较低的患者四年后肾纤维化和肾功能减退较lnc-TSI表达较高者更为严重。lnc-TSI或可作为一个潜在的治疗靶点。

技术路线



结果展示

图一、A. 聚类图展示TGF-β处理后芯片检测中显著变化的lncRNA;B. qPCR验证lnc-TSI在TGF-β处理组显著上调。

图二、A. Lnc-TSI抑制SMAD3 磷酸化水平;B. Lnc-TSI敲低显著促进SMAD3转运入核。

图三、A. RNA pull down检测Lnc-TSI可结合SMAD3;B. RIP实验验证SMAD3与Lnc-TSI结合


研究意义

      该研究揭示了lncRNA在肾脏纤维化中的重要作用,lnc-TSI 通过竞争性结合SMAD3蛋白,影响TβRI对其磷酸化,从而抑制TGF-β/Smad3信号通路。临床样本研究也发现,首次肾活检时肾脏lnc-TSI表达与肾纤维化和肾功能减退呈度负相关,可以作为潜在治疗靶点。


原文出处

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