长非编码RNA HULC在细胞转录调控中的作用及其分子机制研究

The investigation of regulatory RNAs is the international hot point.They display an important roles in gene expression and regulation. Long non-coding RNAs are one of key components of regulatory RNAs and widely involved in the physiological and pathological functions in the cells. Highly up-regulated in liver cancer (HULC), a long non-coding RNA, was termed due to its highly expressed in hepatoma cells. We previously found that HULC promoted the proliferation in hepatoma cells. Based on the hypothesis that HULC regulates transcription of cells,in this study using human normal liver cells and hepatoma cells as models we are going to conduct the researches, such as: (1)investigate the effect of HULC on the regulation of key lipid metabolism enzyme ACSL1 in hepatoma cells;(2)research the effect of HULC on SPHK1 in angiogenesis of hepatoma ;(3) study the effect of HULC on cell mitosis in regulating clock protein. In the experiments, we will use the molecular biology technologies, such as molecular cloning, cell culture, RNA interference and reporter gene assays, combining the application of clinical HCC samples for validating the relative expression of HULC to ACSL1 (SPHK1, clock protein), to explore the mechanism of HULC in transcriptional regulation.Thus,our study will contribute to the significance of physiology and pathology of HULC in transcriptional regulation of cells.

调节性RNAs是近年来国际研究的热点，在基因表达调控中发挥重要作用。长非编码RNAs是调节性RNAs的重要组成部分，广泛参与生理和病理功能。长非编码RNA HULC因在肝癌细胞中高表达而命名,申请者前期研究发现HULC具有促进肝癌细胞增殖的作用，在此基础上，基于"HULC参与转录调控"的假说，本课题以正常肝细胞和肝癌细胞为研究模型，主要研究：（1）探讨HULC在肝癌细胞脂类代谢异常中对重要脂类代谢酶ACSL1的调节作用及其分子机制；（2）探讨HULC在促肝癌细胞血管形成中对SPHK1的调节作用及其分子机制；（3）探讨HULC 在促进肝癌细胞有丝分裂中对节律蛋白的调节作用及其分子机制。实验中拟应用分子克隆、细胞培养、RNA干扰和报告基因等分子生物学技术，并结合临床手术标本验证其在肝癌组织中表达的相关性，进而详细阐明其作用的分子机制。该研究将揭示长非编码RNA在细胞转录调控中的生理病理学意义。

肝癌在全球范围内是具有高发性以及高致死率的恶性肿瘤之一。长非编码RNA在哺乳动物生理以及病理过程中发挥着重要的作用。非编码RNA HULC （highly up-regulated in liver cancer，HULC）因在肝癌中特异性高表达而被命名。然而，HULC促进肝癌发生发展的分子机制尚不清楚。本研究发现HULC能够介导肝癌发生发展中脂代谢异常和节律紊乱。其中，HULC能够甲基化miR-9的CpG岛而下调miR-9，从而使PPARA的表达升高。PPARA能够激活其靶基因脂代谢酶ACSL1，结果导致脂代谢异常。此外，实验结果显示miR-205能够靶向脂代谢酶ACSL1，ACSL4 mRNA的3’UTR从而下调这两种脂代谢酶。由于肝癌组织中miR-205表达量下降，因此miR-205在肝癌中可以通过其靶基因ACSL1，ACSL4来介导脂代谢异常。HULC可以通过碱基互补配对的原则直接靶向节律蛋白CLOCL的5’UTR，使CLOCK表达失调，最终导致肝细胞以及肝癌细胞节律紊乱。本研究还揭示了长非编码RNA HULC和miR-506在肝癌血管生成中的作用。HULC通过一种类似海绵的作用机制抑制miR-107的作用，进而上调其靶基因E2F1的表达，在启动子水平是上导致SPHK1表达量的上调，促进肝癌的血管生成。同时肝癌中低表达的miR-506导致靶基因SPHK1表达水平上调, 进而促进肝癌的血管生成。我们的研究阐明了非编码RNA在肝癌发生发展中的作用及其分子机制，为肝癌的治疗提供了理论基础。