长链非编码RNA(LncRNA)在长寿及衰老中的潜在作用与机制研究
文献类型:学位论文
作者 | 江建军 |
答辩日期 | 2019-01 |
文献子类 | 博士 |
授予单位 | 中国科学院大学 |
授予地点 | 北京 |
关键词 | 长链非编码rna,健康衰老,长寿物种,百岁老人 lncrna,Healthy Ageing, Longevous Mammals, Centenarians |
学位名称 | 理学博士 |
英文摘要 | 长链非编码RNA(Long noncoding RNA, lncRNA)是一类被定义为长度大于200nt且不具备蛋白编码潜能的转录本,在过去一直被认为是基因组中的“暗物质”。近些年来由于高通量技术的普及以及RNA分子研究技术水平的大幅度提高,越来越多的lncRNA被发现参与多种生物学过程并与多种人类疾病相关,因而受到了科学家们广泛的关注。世界性的人口老龄化问题的日益加重,如何缓解老年性疾病给老人带来的生理上的痛苦以及经济上的负担成为了整个世界亟需解决的问题,保持健康衰老即在衰老的同时保持身体健康或是缓解或解决这一问题的有效办法之一。在自然界中有一些神奇的长寿哺乳动物如裸鼹鼠、布氏鼠耳蝠、北极露脊鲸等,这些物种包括人类在内,均具有相对于近缘物种而言具有极长的寿命的特征,其中裸鼹鼠还具有抗癌特性,这些特征驱使着我们以这些物种为研究对象来探索其中的长寿“奥秘”。本研究以lncRNA为出发点,运用生物信息学方法比较分析lncRNA基因在长寿物种中的特性,试图了解lncRNA在不同长寿物种间的异同以及lncRNA与衰老、健康衰老以及长寿发生过程的潜在相关性。我们首次鉴定并报道裸鼹鼠、布氏鼠耳蝠以及北极露脊鲸的lncRNA的相关特征:与其他物种的lncRNA相似,三个长寿物种的lncRNA较mRNA而言具有表达量低、长度较短等特征,且物种间序列保守性非常低。基于K-mer方法的功能同源分析显示人类中已知与衰老或抗衰老的lncRNA在长寿物种基因组中有大量的功能同源lncRNA(r ≥ 0.9)。我们对裸鼹鼠lncRNA与其抗癌特性进行了相关性分析,结果表明裸鼹鼠lncRNA与人类已知致癌lncRNA的序列相似性极低,共表达结果显示约64%的裸鼹鼠lncRNA 与潜在抑癌基因有非常显著的共表达现象(共表达系数|r|> 0.8, cp value < 0.01),而这一比例在大鼠中仅为60%;我们还发现六条lncRNA与裸鼹鼠的高分子量透明质酸代谢有密切关系,而高分子量透明质酸通路是调控裸鼹鼠细胞不会癌变的强有力途径之一;与长寿蛋白家族sirtuin家族的共表达分析发现一共有337个lncRNA与sirtuin家族有显著正相关共表达关系(r > 0.7, cp value < 0.01),有545个lncRNA呈现显著负相关共表达关系(r < -0.7, cp value < 0.01),这些结果表明裸鼹鼠lncRNA有极大的可能参与在其抗癌机制以及长寿发生过程。此外,以往的研究发现百岁老人及其后代是研究健康衰老及长寿特性的极有利的研究对象,因此本研究对171个来自百岁老人家庭成员血液样本进行了深度转录组特性,大规模的分析lncRNA的表达特性。通过一系列的分析过滤后,找到了一些潜在与衰老或抗衰老相关的候选lncRNA分子如TBLNC1、TBLNC2以及ARLNC等。通过多维度的实验验证,初步认定TBLNC1和TBLNC2是细胞抗衰老因子;而ARLNC敲除小鼠亦表现出了非常明显的早衰现象如皮肤褶皱、无毛或少毛、驼背、易感染、患白内障等,生化实验结果表明ARLNC通过与GRHL1互作从而影响调控小鼠的毛发生成以及皮肤免疫屏障功能。总的来说,本研究通过生物信息学的分析方法鉴定和探索长寿哺乳动物及百岁老人血液中lncRNA与长寿及衰老之间的潜在关系;同时运用分子、细生化以及转基因小鼠等实验手段来挖掘lncRNA在长寿发生过程中的潜在功能及作用机制,为了解和维系健康衰老进而改善世界人口老龄化现状提供分子基础。 |
语种 | 中文 |
源URL | [http://ir.kiz.ac.cn:8080/handle/152453/12644] ![]() |
专题 | 昆明动物研究所_昆明动物研究所 昆明动物研究所_遗传资源与进化国家重点实验室 昆明动物研究所_分子人类学 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 江建军. 长链非编码RNA(LncRNA)在长寿及衰老中的潜在作用与机制研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2019. |
入库方式: OAI收割
来源:昆明动物研究所
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