瑞士洛桑大學Romano Regazzi教授長期從事糖尿病的基礎研究，在糖尿病發病機制研究方面做了很多重要工作。近期，Romano教授課題組應用美國Arraystar公司的Arraystar Mouse LncRNA芯片，發現了受到細胞因子調控并在Ⅰ型糖尿病發病過程中起到重要調控功能的長鏈非編碼RNA --lncRNA-1, -2, -3和-4（統稱lncRNAs），在細胞因子刺激下會顯著提高這些lncRNAs的表達；功能機制研究發現：目標lncRNA通過促進NF-κB入核，從而促進細胞凋亡，從而加速疾病進程。該研究成果刊登在國際知名期刊Diabetologia (IF=6.88) 上。（芯片實驗由Arraystar提供技術服務）

研究背景：

Ⅰ型糖尿病是以胰島β細胞破壞為特征的一種自身免疫性疾病，多發生在兒童和青少年；它的發生發展與胰島β細胞凋亡密切相關。IL-1β、IFN-γ及TNF-α等細胞因子會影響胰島β細胞中mRNA、miRNA的表達，進而引起細胞的凋亡；但是lncRNA在胰島β細胞中是否細胞因子的影響，以及lncRNA在胰島細胞中的調控作用如何目前并不十分清楚。此外，lncRNA的轉錄會受到細胞因子的調控，這方面在Ⅰ型糖尿病研究中也鮮有報道。Romano教授課題組利用Arraystar Mouse LncRNA 芯片對受細胞因子調控的lncRNAs在Ⅰ型糖尿病的發病過程中的功能機制進行了初步研究。
 
研究思路：

為了研究lncRNA在Ⅰ型糖尿病發病進程中的作用，作者首先采用Arraystar Mouse LncRNA芯片檢測細胞因子處理與否的小鼠胰島β細胞株---MIN6細胞（各3例）中lncRNA及mRNA表達變化，結果顯示兩組之間有大量差異表達的lncRNA和mRNA。

接著作者挑選了組間差異最明顯的4個lncRNA分子進行了低通量PCR驗證，發現與芯片結果一致，這4個lncRNA在細胞因子處理組處于明顯上調的趨勢。為了驗證在這些lncRNA分子在體內是否同樣受到細胞因子的調控，作者利用C57BL/6N小鼠模型開展了研究，發現這4個lncRNA在細胞因子處理組同樣是上調趨勢。
對于MYCLos的功能研究，體內外功能實驗顯示在低劑量IL-1β 或 TNF-α刺激下，這些lncRNAs能夠顯著促進細胞凋亡。有趣的是，只過表達lncRNAs或只在低劑量IL-1β（或TNF-α）刺激下并不會對細胞凋亡產生影響，這預示著二者協同促進細胞凋亡。

作者接下來對機制做了初步，發現目標lncRNA是過促進NF-κB入核而細胞凋亡，從而加速疾病進程。

技術路線：

結果展示：

 
A：聚類圖顯示芯片檢測到的lncRNA
B：火山圖：紅色代表差異倍數≥1.5，p≤0.05的lncRNA
C：作者用來研究lncRNA的相關信息

研究意義：

該研究揭示了lncRNA在Ⅰ型糖尿病發病進程中的功能和初步分子機制。在該研究中，研究人員首先通過芯片篩選發現細胞因子會引起lncRNA的差異表達，進而鎖定4個差異最顯著的lncRNA分子，命名為lncRNA-1, -2, -3和-4（統稱lncRNAs）。接著低通量PCR檢測發現：在細胞模型和小鼠模型中，細胞因子會顯著促進這4個lncRNA分子的表達。體內外功能實驗發現這些lncRNAs協同低劑量細胞因子共同促進細胞凋亡；進一步機制研究發現：目標lncRNA是過促進NF-κB入核而細胞凋亡，從而加速疾病進程。該研究內容對于揭示Ⅰ型糖尿病的發病機制具有重要的科學意義和臨床價值，并為Ⅰ型糖尿病的治療提供了潛在的治療靶點。

原文出處：

Involvement of long non-coding RNAs in beta cell failure at the onset of type 1 diabetes in NOD mice. Diabetologia. 2015, 10.1007.

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