德克薩斯大學(xué)安德森癌癥中心的華人學(xué)者楊柳青博士主要從事腫瘤轉(zhuǎn)移及信號(hào)傳導(dǎo)方面的基礎(chǔ)研究。近期，楊柳青博士應(yīng)用美國(guó)Arraystar公司的lncRNA芯片分析了乳腺癌組織的長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）表達(dá)情況，并且發(fā)現(xiàn)部分lncRNA可以直接和脂質(zhì)（磷脂酰肌醇三磷酸PIP3、卵磷脂PC等）發(fā)生相互作用來(lái)調(diào)控乳腺癌發(fā)生。作者還深入解析了lncRNA LINK-A和磷脂酰肌醇三磷酸（PIP3）相互作用的分子機(jī)制，為乳腺癌的治療提供了潛在靶點(diǎn)。該研究成果于2017年發(fā)表在Nature子刊Nature Cell Biology上(IF=18.699)。
（芯片實(shí)驗(yàn)由Arraystar提供技術(shù)服務(wù)）

研究背景
    lncRNA在調(diào)控信號(hào)傳導(dǎo)途徑中扮演著重要的角色，并且多數(shù)情況下lncRNA需要通過(guò)和蛋白相互結(jié)合來(lái)發(fā)揮功能。然而，最近研究證據(jù)表明少數(shù)lncRNA可能是依賴(lài)和脂質(zhì)的相互結(jié)合來(lái)發(fā)揮作用，比如說(shuō)釀酒酵母細(xì)胞膜上結(jié)合的一些lncRNA可以調(diào)控細(xì)胞膜的滲透能力；但是目前還未鑒定到可以和lncRNA直接相互結(jié)合的磷脂分子。該文章中作者目的就是鑒定和脂質(zhì)相互結(jié)合的lncRNA，并詳細(xì)闡述其相互結(jié)合的分子機(jī)制，以及可能的臨床意義。

研究思路
    為了尋找和脂質(zhì)特異性結(jié)合的lncRNA，作者從正常乳腺組織和乳腺癌組織中以及這些組織分離到的脂質(zhì)組分中抽提了RNA，并借助美國(guó)Arraystar公司的human lncRNA芯片分析了這兩部分lncRNA的表達(dá)水平。芯片分析結(jié)果顯示差異明顯的550個(gè)lncRNA中有9個(gè)指標(biāo)是和脂質(zhì)相關(guān)的，并且進(jìn)行了qPCR驗(yàn)證。其中LINC01139在脂質(zhì)組分中的富集程度最高，因此，作者針對(duì)lncRNA LINC01139（LINK-A）和脂質(zhì)分子的相互作用展開(kāi)了研究。
    通過(guò)pull down-qPCR實(shí)驗(yàn)，作者發(fā)現(xiàn)PC和PIP3 pull down下來(lái)的RNA中LINK-A的豐度比較高，并且實(shí)驗(yàn)證明LINK-A和PIP3的親和力要高于PIP3和蛋白的親和力。同時(shí)，作者還發(fā)現(xiàn)LINK-A促進(jìn)AKT和PIP3的結(jié)合，從而激活A(yù)KT激酶，而AKT-PIP3的激活是與腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移高度相關(guān)，并且進(jìn)一步討論了LINK-A-PIP3-AKT結(jié)合的分子機(jī)制。
    最后，作者通過(guò)LOF實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了LINK-A的生物學(xué)功能，發(fā)現(xiàn)LINK-A表達(dá)水平降低會(huì)使得腫瘤的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)被阻斷，腫瘤的體積變小。這就表明LINK-A是維持腫瘤細(xì)胞增殖和抗凋亡不可或缺的一個(gè)分子，同時(shí)也為乳腺癌的治療提供了一個(gè)潛在的靶點(diǎn)。

技術(shù)路線

結(jié)果展示

圖一 鑒定和脂質(zhì)分子結(jié)合的lncRNA
左圖是高通量篩選和脂質(zhì)結(jié)合的lncRNA的實(shí)驗(yàn)流程，右圖餅圖表示和脂質(zhì)結(jié)合并且異常表達(dá)的lncRNA

圖二 lipid-lncRNA pull down實(shí)驗(yàn)富集到的9個(gè)豐度較高的lncRNA

圖三 LOF實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證LINK-A對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的影響

研究意義
    本研究借助美國(guó)Arraystar公司的human lncRNA 芯片篩選到大量在乳腺癌組織中異常表達(dá)的lncRNA，研究表明lncRNA是通過(guò)和脂質(zhì)分子結(jié)合發(fā)揮功能，并深入解析了其作用機(jī)制。另外，作者利用LNA（鎖核酸）技術(shù)敲低了LINK-A的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)被阻斷，腫瘤的增殖受到抑制，這就為乳腺癌的治療提供了一個(gè)潛在靶點(diǎn)。

作者介紹
    楊柳青博士，德克薩斯大學(xué)安德森癌癥中心助理教授。主要研究領(lǐng)域：腫瘤轉(zhuǎn)移及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，近年來(lái)發(fā)表SCI文章20余篇。

原文出處
The LINK-A lncRNA interacts with PtdIns(3,4,5)P3 to hyperactivate AKT and confer resistance to AKT inhibitors. Nature Cell Biology. 2017.