非编码RNA(ncRNA)在临床医学中有着广泛的应用前景,它们在疾病的诊断、预后、治疗以及药物开发中扮演着重要角色。
以下是非编码RNA在临床应用中的一些主要方面:
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疾病诊断和生物标志物:非编码RNA,尤其是微RNA(miRNA),在多种疾病中表达模式异常,可以作为疾病的生物标志物。例如,某些miRNA在肿瘤组织中的表达水平与健康组织相比有显著差异,可用于癌症的早期诊断和分类。
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预后评估:非编码RNA的表达水平可以预测疾病的发展和患者的预后。例如,某些lncRNA在心血管疾病中的表达与疾病的严重程度和患者的预后密切相关。
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治疗靶点:非编码RNA因其在疾病发生中的关键作用,成为潜在的治疗靶点。例如,针对特定miRNA或lncRNA的药物开发,可能对某些疾病的治疗具有重要意义。
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药物响应和个体化治疗:非编码RNA的表达差异可能影响患者对特定药物的响应。通过分析患者特定非编码RNA的表达模式,可以为个体化治疗提供依据。
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基因治疗:利用非编码RNA的调控功能,可以开发基因治疗策略。例如,通过设计特定的siRNA或miRNA来沉默致病基因,或者通过lncRNA调控基因表达。
随着非编码RNA研究的深入,它们在临床应用中的价值将越来越被重视,有望为疾病的诊断、治疗和预防提供新的思路和工具。
海军军医大学药学院张卫东带领的研究团队在Signal Transduction and Targeted Therapy(IF=39.3)杂志上发表题为《Astragaloside IV derivative HHQ16 ameliorates infarction-induced hypertrophy and heart failure through degradation of lncRNA4012/9456》的研究论文。
该研究发现了一种名为HHQ16的新型小分子化合物,它是黄芪甲苷IV(Astragaloside IV)的衍生物。HHQ16被发现能够逆转由心肌梗死引起的心脏重构和心力衰竭,通过直接作用于心肌细胞来逆转肥大。
→ 研究揭示了HHQ16与新发现的Egr2相关转录本lnc9456之间的关联,该转录本在心脏中的表达与心肌肥大有关。HHQ16能够高亲和力地结合lnc9456并诱导其降解,从而抑制与心肌肥大相关的信号通路。
此外,研究还发现了lnc9456的人源同源物lnc4012,并证实HHQ16也能特异性结合lnc4012并引起其降解,拮抗其肥大效应。研究表明,通过小分子化合物靶向降解病理性增加的lnc4012/lnc9456可能作为一种新的有前景的治疗策略,用于逆转由心肌梗死引起的心肌肥大和心力衰竭。
研究流程解析
1
动物模型建立
LADL手术:通过左前降支结扎(LADL)手术在C57BL/6J小鼠上建立慢性心力衰竭模型。
基因敲除小鼠:使用CRISPR/Cas9系统在C57BL/6J小鼠背景中生成心肌细胞特异性lnc9456缺失(lnc9456CKO)小鼠。
2
药物处理
HHQ16制备:将Astragaloside IV衍生物HHQ16通过每日胃管给予小鼠,以评估其对心脏功能的影响。
3
心脏功能评估
超声心动图:使用超声心动图评估小鼠的左室射血分数(LVEF)和左室缩短分数(LVFS)。
4
组织学分析
HE染色、WGA染色和Masson三色染色:采集非梗死区域的心脏肌肉组织,进行苏木精-伊红(HE)染色、WGA染色和Masson三色染色,以评估心脏组织学特征、细胞大小和胶原沉积。
5
电子显微镜观察
线粒体形态:对小鼠心脏组织进行电子显微镜观察,评估线粒体形态。
6
蛋白质印迹(Western blot)分析
蛋白质提取:提取蛋白质并进行SDS-PAGE。
免疫印迹:使用特定抗体检测ANP、BNP、β-MHC、NF-κB p65、IκBα、G3BP2等蛋白质表达。
7
实时定量PCR(qRT-PCR)
RNA提取:提取总RNA并进行逆转录。
基因表达分析:使用SYBR Green Master Mix进行基因表达分析,包括Anp、Bnp、β-Mhc、Gapdh、lnc9456和lnc4012。
8
RNA测序和分析
RNA提取与文库建立:提取总RNA,建立文库并在Hiseq X-ten平台上进行测序。
数据分析:分析差异表达的mRNA和lncRNA。
9
RNA拉下实验(RNA pull-down assay)
生物素标记探针:使用生物素标记的lnc9456或lnc4012探针进行RNA-蛋白质相互作用的分析。(使用凯杰的28106 QIAquick PCR Purification Kit纯化)。
10
免疫共沉淀(Co-IP)
IκBα抗体:使用IκBα抗体进行免疫共沉淀,检测G3BP2与IκBα的相互作用。
11
质粒构建和转染
过表达质粒:构建lnc9456和lnc4012的过表达质粒。
转染:通过转染将过表达质粒导入细胞。
12
RNA干扰(RNAi)
lncRNA反义寡核苷酸(ASO)和siRNAs:使用特定的lncRNA反义寡核苷酸(ASO)和siRNAs对lnc9456和lnc4012在细胞核以及细胞质中进行敲降。
13
快速扩增cDNA末端(RACE)
RACE实验:进行5'和3'RACE实验,以确定lnc9456的完整序列。
14
体内成像
D-荧光素钾盐注射:对小鼠进行D-荧光素钾盐注射,并进行体内成像以观察心脏。
15
生物信息学分析
catRAPID omics模块:使用catRAPID omics模块预测lnc9456/lnc4012可能的相互作用蛋白。
16
微量热泳动(MST)
结合亲和力检测:检测lnc9456/lnc4012与HHQ16的结合亲和力。
17
体外RNA稳定性实验
细胞裂解液中降解实验:在细胞裂解液中评估HHQ16对lnc9456/4012降解的影响。
18
细胞内RNA稳定性实验
Actinomycin D抑制:使用Actinomycin D抑制lnc9456的转录,并评估HHQ16对lnc9456稳定性的影响。
19
统计分析
数据分析:使用GraphPad Prism 8软件进行数据分析,确定统计学意义。
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