circRNA对NF-κB信号通路的调控在稀土氧化钕致肺部炎症反应中的作用

The rare earth neodymium oxide causes serious occupational and environmental exposure hazard in Inner Mongolia. But its molecular mechanism is still unknown. Non-coding RNAs are important epigenetic mechanisms of environmental chemical disease. CircRNA is a novel and important type of noncoding RNA. A series of studies in our team have confirmed that the neodymium oxide may induce pulmonary inflammation. The preliminary experimental results suggest that the inflammatory response of airway cells is closely related to the expression of circRNA and NF-κB pathway. In this project, low dose neodymium oxide will be applied to induce the pulmonary inflammatory reaction in cell line and rat. We further screen and validate the functional circRNAs, illuminate the role of circRNAs in inflammatory reaction induced by neodymium oxide. Finally, we will analysis the important function of NF-κB in low dose neodymium oxide-induced inflammatory cell model and animal model, elucidate the regulation of circRNA on NF-κB signal pathways, and clarify the circRNA mechanism in inflammatory reaction caused by neodymium oxide. This project aims to reveal a new circRNA mechanism of pulmonary injury induced by neodymium oxide, and to provide new markers for the early diagnosis and treatment of rare earth exposure damage.

氧化钕等稀土化学物在内蒙古等地区存在严重职业和环境暴露危害，其分子机制缺乏深入了解。已知非编码RNA调控是环境化学物致病重要表观遗传机制，环状RNA (circRNA) 是新发现的一类重要非编码RNA。课题组系列研究已证明氧化钕致肺部炎症作用，预实验提示其致气道细胞炎症反应与circRNA和NF-κB通路有重要关联。本项目拟以低剂量氧化钕构建肺部炎症反应细胞模型及大鼠动物模型，筛选和鉴定有功能意义的circRNA，探清circRNA在氧化钕致炎发生中的作用；分析NF-κB信号通路在低剂量氧化钕致炎反应中的重要功能，探索circRNA对NF-κB的调控作用，阐明氧化钕致炎的circRNA机制。项目的开展，将从环状非编码RNA 这一新表观遗传调控的水平，揭示稀土氧化钕致肺损伤的新机制，为其它稀土化学物毒性机制研究提供示范，还可为稀土暴露损伤早期诊断和治疗提供新分子标志和靶点。

氧化钕等稀土化学物在内蒙古等地区存在严重职业和环境暴露，引起的环境和健康效应问题已经日渐突出，成为亟待解决的公共卫生问题，探讨稀土钕诱发肺部炎症的作用与机制研究，对预防和治疗稀土钕致呼吸系统疾病具有重要的实际与理论意义。本项目以低剂量氧化钕暴露构建气道炎症反应细胞模型，进行了环状非编码RNA(circRNA)微阵列检测及生物信息学分析，筛选和鉴定了有功能意义的circRNA。RNA干扰、过表达和报告基因等技术，建立了功能研究体系，鉴定了与氧化钕诱导气道炎症反应相关的circRNA，进一步明确了它们的功能，并探索了在氧化钕诱导炎症反应有功能意义的circRNA对NF-κB的调控机制。本研究已按计划目标完成，找到了circular RNA 0039411、LncRNA loc105377478、circ_009773及_circRNA_0080083等几种与氧化钕诱导气道炎症反应有关的非编码RNA，验证氧化钕低剂量暴露情况下NF-κB 信号通路在炎症反应中的重要作用，探索circRNA 对NF-κB 通路的调控作用，验证circRNA 经NF-κB 的介导促进氧化钕诱发细胞炎症反应，揭示了稀土氧化钕致肺损伤的新机制，为稀土暴露损伤早期诊断和治疗提供了新分子标志和靶点。研究内容发表SCI论文3篇,中文核心期刊2篇，课题负责人就本项目研究内容，应邀在2019和2020年环境与健康学术会议、2020中国毒理学大会表观遗传毒理大会作分会场报告，应邀在2021年预防医学会卫生毒理学分会年会作大会报告。本项目培养硕士研究生2人，本科生5人。1位研究生在全国学术会议上获优秀壁报展奖。