LncRNA调控机制及研究策略

图1. LncRNA的调控机制

根据所发现的lncRNA的作用机制，lncRNA主要可能具有以下几个方面的功能：

1）通过在蛋白编码基因上游启动子区（桔）发生转录，干扰下游基因（蓝）的表达（如酵母中的SER3基因）。

2）通过抑制RNA聚合酶II或者介导染色质重构以及组蛋白修饰，影响下游基因 （蓝）表达（如小鼠中的p15AS）。

3）通过与蛋白编码基因的转录本形成互补双链（紫），进而干扰mRNA的剪切，从而产生不同的剪切形式。

4）通过与 蛋白编码基因的转录本形成互补双链（紫），进一步在Dicer酶作用下产生内源性的siRNA，调控基因的表达水平。

5）通过结合到特定蛋白质上，lncRNA转录本（绿）能够调节相应蛋白的活性。

6）作为结构组分与蛋白质形成核酸蛋白质复合体。

7）通过结合到特定蛋白上，改变该蛋白的胞质定位。

8）作为小分子RNA，如miRNA，piRNA的前体分子。

图2. LncRNA的研究策略

LncRNA的一般研究策略如图2所示，其过程主要包括LncRNA筛选、LncRNA确定、表达分析、功能研究和表达调控。
1) LncRNA筛选
通过lncRNA芯片或RNA-seq等方法对多对疾病模型和对照样本组织进行lncRNA表达谱分析；通过生物信息学的方法筛选出具有表达差异的lncRNA，构建共表达网络，预测lncRNA的靶基因；通过PCR或Northern Blot技术对候选lncRNA验证，确定其表达差异。QIAGEN RT2 lncRNA PCR Array通过实时定量PCR技术，可同时对多个与信号转导及疾病机制相关的lncRNA的表达进行集成式筛选，为研究者提供灵敏而特异的lncRNA表达谱分析。也可用于对RNA-seq及芯片研究结果的验证。

(2) LncRNA全长克隆
可以通过5' RACE获取lncRNA 5'全长，3' RACE获取lncRNA 3'全长，最终获取完整的lncRNA序列。

(3) 表达分析
细胞水平表达：在细胞水平进行检测表达差异。

组织分布：检测不同组织、不同阶段表达特性。

表达水平动力学变化：比较不同处理条件下，如药物处理、诱导处理下，表达水平差异。

(4) 功能研究
功能获得性研究：构建lncRNA过表达载体。

功能缺失性研究：可通过siRNA、shRNA、反义核酸等方法沉默lncRNA，干预lncRNA后检测其对疾病相关基因表达影响和对细胞表型如增殖、凋亡、侵袭、转移等的影响。

可通过RNA pull down、RNA-RIP、ChIRP-seq等方法检测与lncRNA结合的DNA、RNA、蛋白质。

(5) 表达调控：将lncRNA表达与其他领域相结合，解释lncRNA调控机理。

转录因子：研究lncRNA与转录因子的调控机制。

染色质重塑：lncRNA表观调控。

ceRNA机制：研究lncRNA-miRNA-mRNA三者之间的调控机制。