推荐语：北京心肺血管病研究所（首都医科大学附属安贞医院）范谦课题组在J Gerontol A Biol Sci Med Sci上在线发表了最新成果《lncRNA ENSMUST00000134285 increases MAPK11 activity, regulating aging-related myocardial apoptosis》， 本研究通过基因芯片研究lncRNA与衰老相关细胞凋亡之间的潜在关系。通过生物信息学分析和PCR结果发现老化过程中心肌lncRNA ENSMUST00000134285和mMAPK11表达水平上调。在小鼠心肌细胞中，ENSMUST00000134285敲除后抑制MAPK11活性，增加H/R小鼠模型的心肌细胞凋亡率。相反，ENSMUST00000134285的过表达增强了MAPK11活性，并降低了心肌细胞凋亡率。最后，荧光素酶报告基因结果显示miR760是ENSMUST00000134285和mMAPK11相互作用的桥梁
文章研究思路：前期高通量和数据分析，后期功能分子实验简单（敲除过表达、凋亡率检测、荧光素酶报告系统）
研究结果
1. 衰老增加心脏lncRNA（ENSMUST00000134285）和mMAPK11的表达水平
本研究中使用基因芯片（MTA1.0），在年轻和年老心脏之前得到1957个差异lncRNA和984个差异mRNA。 随着年龄增长，lncRNA（ENSMUST00000134285）和mMAPK11的表达水平显着上调。 通路富集分析结果提示衰老过程涉及多条通路，特别是p38MAPK和MAPK通路。p38MAPK和MAPK通路中mMAPK11（p38β）显著上调，该基因是p38MAPK的同种型，其主要调节氧化应激诱导的心肌细胞凋亡。
研究结果
2. 生物信息学分析表明ENSMUST00000134285和mMAPK11之间的关系
为了进一步证实lncRNAs与MAPK凋亡调控通路之间的关系，研究通过mRNA-mRNA互作网络（全局信号转导网络）和lncRNA-mRNA共表达网络去研究衰老相关mRNA与mRNA之间以及与衰老mRNA与lncRNA之间的关系。mRNA-mRNA关系由KEGG数据确定，而lncRNA-mRNA关系由相关性分析预测确定。在网络图中，圆形节点代表mRNA，而方形节点代表lncRNA，两个节点间的连线代表基因之间的相互作用 。
lncRNA-mRNA共表达网络结果表明mRNA可以由不同的lncRNA共同调节，并且首先证明ENSMUST00000134285和mMAPK11之间可能存在显着关系。同时，PCR结果也证实了这种关系，证明了老年小鼠心脏组织中ENSMUST00000134285和mMAPK11的显着增加。接着，分离成年小鼠的心肌细胞，并用PCR检测ENSMUST00000134285和mMAPK11的表达水平，发现结果与心脏组织的结果相似，老年小鼠心肌细胞中 ENSMUST00000134285和mMAPK11的表达水平显着高于年轻小鼠心肌细胞。
研究结果
3. 心肌细胞中ENSMUST00000134285的敲低过表达影响MAPK11（p38ß）活性
将培养的心肌细胞分为五组：野生型（WT）对照，过表达（ENSMUST00000134285过表达慢病毒），过表达对照（ENSMUST00000134285-过表达对照慢病毒），敲除（敲除逆转录病毒）和敲除对照（lncRNA ENSMUST00000134285敲低对照慢病毒）。转染效力报告在图3A中。 Western印迹显示心肌细胞中ENSMUST00000134285过表达后增强MAPK11活性。心肌细胞中ENSMUST00000134285敲低后抑制MAPK11活性显着降低。这些结果与lncRNA / mRNA微阵列和生物信息学分析结果一致并支持。
研究结果
4. 心肌细胞中ENSMUST00000134285的敲低过表达影响H / R诱导的心肌细胞凋亡
基于已经构建好的ENSMUST00000134285敲除和过表达心肌细胞，经H / R诱导后，通过TUNEL染色和各种半胱天冬酶活性检测心肌细胞凋亡水平。TUNEL染色结果表明：与对照相比，在ENSMUST00000134285过表达组中总TUNEL阳性细胞核的显着减少，降低了H / R诱导的心肌细胞凋亡率。相反，ENSMUST00000134285的下调增加了H / R诱导的心肌细胞凋亡率。半胱天冬酶活性检测结果表明：与对照相比，ENSMUST00000134285过表达组中半胱天冬酶活性均显着降低。相反，ENSMUST00000134285敲低组中所有半胱天冬酶活性显着增加。 这些结果表明衰老可通过ENSMUST00000134285-MAPK11信号传导调节H / R后心肌细胞凋亡。
研究结果
5. miR760可介导ENSMUST00000134285与MAPK11之间的相互作用
通过生物信息学预测能与MAPK11和ENSMUST00000134285形成环向竞争关系的miRNA，后期实验发现miR-760转染显着抑制293T细胞中的MAPK11和ENSMUST00000134285荧光素酶活性。 然而，在靶位点突变后，这种抑制丧失，表明miR-760可能调节MAPK11和ENSMUST00000134285之间的相互作用。
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参考文献：Xiao Chun Yang et al. lncRNA ENSMUST00000134285 increases MAPK11 activity, regulating aging-related myocardial apoptosis. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2018. IF=4.902.