【佳学基因检测】什么是lncRNA基因检测？

基因检测技术导读：

lncRNA是人体的基因序列调控人的疾病发生和生长发育过程的一种形式。很多基因检测机构没有把它列入基因检测的范围。基因解码揭示lncRNA的序列变化会引起疾病的发生。基因检测包括lncRNA突变序列会大幅度降低假阴性结果。

什么是长链非编码RNA？

在研究人体的基因序列是如何影响疾病发生过程的时候，基因解码领域提出了表观遗传学的概念。表观遗传学是研究基因表达发生了可遗传的改变,而DNA序列不发生改变的一门生物学分支,对细胞的生长分化、人体器官的发育、肿瘤及其他疾病的发生发展非常重要。 [2]  表观遗传学的主要机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA。非编码RNA是指不能翻译为蛋白的功能性RNA分子,其中常见的具调控作用的非编码RNA包括小干涉RNA、miRNA、piRNA以及长链非编码RNA。大量的基因解码研究表明非编码RNA在表观遗传学及基因功能的调控中扮演了越来越重要的角色 。因此佳学基因率先把它纳入基因检测的范围，又一次增加疾病致病基因的检出率。

长链非编码RNA

◆ 由200-100000 核保苷酸相互连接形成的RNA核酸分子

◆不编码蛋白 [3] 

◆ lncRNA参与细胞内多种过程调控，参与生长发育及疾病的发生

◆总的种类、数量还在不断增加，功能日益明确 [3] 

长链非编码RNA基因检测的分类

◆Antisense lncRNA检测 (反义长非编码RNA) [3] 

◆intronic noncoding RNA检查(内含子非编码RNA)

◆Large intergenic noncoding RNA体检 (lincRNA) [3] 

◆Promoter-associated lncRNA测试(启动子相关lncRNA)

◆UTR associated lncRNA筛查 (非翻译区lncRNA) [3] 

非编码RNA的功能解密

在近十余年的基因的作用方式的研究中，积累了大量的非编码调控RNA对疾病发生的影响。2006年siRNA对生命活动的影响获得了诺贝尔奖。然后microRNA被发现，并启动了基因解码研究。然后lncRNA成为基因信息解读、解码和注释的焦点之一。丰富并加快了基因信息密码解读的精确性。

RNA不仅仅只承担遗传信息中间载体的辅助性角色，而是更多地承担了各种调控功能。 [4]  lncRNA在发育和基因表达中发挥的复杂精确的调控功能极大地解释了基因组复杂性之难题，同时也为人们从基因表达调控网络的维度来认识生命体的复杂性开启新的天地．研究者大部分研究集中于短 RNA如 microRNA，piRNA 等一些 ncRNA 生物生成机制和调控通路，甚至在一些人类复杂疾病中的功能，但是这都只是冰山一角。人们对lncRNA(Long noncoding RNAs, LncRNAs) 的认识还处在初级阶段，lncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”，是RNA聚合酶II转录的副产物，不具有生物学功能 [2]  。然而，有文献研究表明，lncRNA参与了X染色 体沉默，基因组印记以及染色质修饰，转录激活，转录干扰，核内运输等多种重要的调控过程，lncRNA的这些调控作用也开始引起人们广泛的关注。哺乳动物 基因组序列中4%~9%的序列产生的转录本是lncRNA（相应的蛋白编码RNA的比例是1%），虽然关于lncRNA的研究进展迅猛，但是绝大部分的lncRNA的功能仍然是不清楚的，随着研究的推进，各类 lncRNA 的大量发现，lncRNA 的研究将是 RNA 基因组研究非常吸引人的一个方向，使人们逐渐认识到基因组存在人类知之甚少的“暗物质” [4]  。

特征

◆lncRNAs通常较长，具有mRNA样结构，经过剪接，具有polyA尾巴与启动子结构，分化过程中有动态的表达与不同的剪接方式。 [1] 

◆lncRNAs启动子同样可以结合转录因子，如Oct3/4，Nanog, CREB, Sp1, c-myc, Sox2与p53，局部染色质组蛋白同样具有特征性的修饰方式与结构特征 [1]  。

◆大多数的lncRNAs在组织分化发育过程中，都具有明显的时空表达特异性，如有人针对小鼠的1300个lncRNAs进行研究，发现在脑组织中的不同部位，lncRNAs具有不同的表达模式。

◆ 在肿瘤与其他疾病中有特征性的表达方式 [1]  。

◆序列上保守性较低，只有约12%的lncRNA可在人类之外的其它生物中找到 [4]  。

作用机制编辑 语音

1 编码蛋白的基因上游启动子区（橙色）转录，干扰下游基因（蓝色）的表达；

2 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（蓝色）的表达 [5]  ；

3 与编码蛋白基因的转录本形成互补双链（紫色），干扰mRNA的剪切，形成不同的剪切形式 [2]  ；

4 与编码蛋白基因的转录本形成互补双链（紫色），在Dicer酶的作用下产生内源性siRNA； [2] 

5 与特定蛋白质结合，lncRNA转录本（绿色）可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 [5]  ；

7 结合到特定蛋白质上，改变该蛋白质的细胞定位；

8 作为小分子RNA（如miRNA、piRNA）的前体分子 [5]  。

主要运用领域

长链非编码 RNA 与细胞分化和个体

长链非编码 RNA 的表达不仅具有细胞型和组织特异性, 一些长链非编码 RNA 还仅在真核生物发育过程的特定阶段表达 [1]  。对线虫和果蝇发育过程中长链非编码 RNA 的表达研究发现, 这类 RNA 分子呈现出动态的表达变化, 多数长链非编码RNA 具有精确的时间和空间表达模式, 有的表达模式还保守地存在不同种的果蝇中 [5]  。原位杂交分析中发现, 在黑腹果蝇的胚胎发育过程中高表达的33 个 mRNA-like 长链非编码 RNA, 有 16 个仅在中枢或者外周神经系统中得到表达 [1]  。

长链非编码 RNA 与人类疾病

研究发现, 长链非编码 RNA 的表达或功能异常与人类疾病的发生密切相关, 其中就包括癌症、退行性神经疾病在内的多种严重危害人类健康的重大疾病, 具体表现为长链非编码 RNA 在序列和空间结构上的异常、表达水平的异常、与结合蛋白相互作用的异常等 [3]  。

lncRNA与肿瘤转移的关系

由激活的AKT诱导的lncRNA-VAL(波形蛋白相关lncRNA LINC01546）有很有可能作为一个促转移的分子，对激活AKT-诱导肺癌（LAD）肿瘤入侵、转移和抗脱落凋亡发挥重要作用。针对VAL的化学合成siRNA在AKT过度激活导致的转移中显示出巨大的治疗潜力。同时，和激活AKT的LAD细胞类似，尽管不能诱导上皮间充质转化(EMT)， VAL通过直接与波形蛋白结合，并竞争性地消除Trim16依赖的波形蛋白的多泛素化和降解，发挥强大的促侵袭和促转移作用。

lncRNA与肝癌发生的关系

发现HBx结合DLEU2 lncRNA启动子区域，增强转录并诱导其在感染肝细胞中的积累。且发现核DLEU2可以直接结合HBx和EZH2的组蛋白甲基转移酶增强子，EZH2是PRC2复合体的催化活性亚基。计算模型和生化证据表明HBx和EZH2在DLEU2内含子1中共享两个优先结合位点。HBx和DLEU2共同募集到cccDNA上取代了EZH2在病毒染色质上的位置，以促进转录和病毒复制。DLEU2-HBx与靶宿主启动子的结合解除了EZH2的抑制，并导致HBV感染细胞和HBV相关HCCs中EZH2/PRC2靶基因亚基的转录激活。

lncRNA与直肠癌发生的关系

在结直肠癌(CRC)中进行了一项全基因组增强子元件的研究。发现PVT1位点是CRC中一个之前未被认识的转录调控子，具有显著的高增强子活性，最终负责调控MYC癌基因的表达。PVT1位点转录的PVT1 lncRNA在CRCs患者肿瘤中高表达，且与CRCs II期和III期患者的低生存率相关(p <0.05)。PVT1位点的异常甲基化与相应的PVT1 lncRNA的表达降低以及MYC基因的表达呈负相关。对CRC转录组的生物信息学分析发现，PVT1位点还可能广泛影响TGFβ/SMAD和Wnt/β- catenin两条CRC相关信号通路中的其他关键基因的表达和功能。这篇文章认为PVT1是一种新的促癌基因MYC的增强子，其活性是通过CRC中异常甲基化介导的表观遗传调控来控制的。这篇研究结果也表明PVT1 lncRNA的表达是CRC有前途的预后生物标志物和潜在的治疗靶点。

lncRNA基因解码是2021年显示出来的前沿技术

2020年从1月到11月，lncRNA在肺癌、肝癌、结直肠中高分的文章明显比circRNA多2-3倍，杂志的分布根据肿瘤的不同有偏好性，但是总体是在Mol Cancer（ IF=15.302）上发表最多，其次是Nat Commun（IF=12.121），而肝癌的lncRNA高分文章在Hepatology（IF= 14.679）上发表最多。

lncRNA的机制研究中也比较丰富，除了lncRNA-miRNA-mRNA的内源性竞争性研究，还有转录因子对lncRNA的调控，m6A修饰对lncRNA的调控，lncRNA调控基因的转录，以及lncRNA调控蛋白的降解和激活，lncRNA对染色质的调控等等。

lncRNA研究的时间和机制已经比较深入了，想要继续在lncRNA上发高分文章，需要找新的切入点。例如寻找新的lncRNA，新药或者是其他领域的老药新用处理这3种肿瘤后探究起关键作用的lncRNA，肿瘤的更精细分类后的关键lncRNA的探究，lncRNA和表观遗传的联合分析，以及lncRNA和增强子、沉默子等DNA调控元件的相关作用对基因的转录调控等等。

参考资料

1.  植物非编码RNA调控春化作用的表观遗传  ．中国知网[引用日期2014-12-20]

2.  长链非编码RNA的作用机制及其研究方法  ．中国知网．2013年[引用日期2014-12-20]

3.  长链非编码RNA研究进展  ．中国知网．2014年[引用日期2014-12-21]

4.  表观遗传学:生物细胞非编码RNA调控的研究进展  ．中国知网．2009年[引用日期2014-12-20]

5.  长链非编码RNA的作用机制及其研究方法  ．中国知网．2013年[引用日期2014-12-21]

6.  Long noncoding RNAs: functional surprises from the RNA world  ．NCBI．2009[引用日期2015-08-10]