LncRNAs調(diào)控氧化石墨烯致秀麗線蟲(chóng)毒性的分子機(jī)制研究.pdf

1、作為一種新型納米材料，氧化石墨烯(Graphene oxide，GO)因其優(yōu)異的生物相容性與理化特性，在眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí)其安全性以及環(huán)境暴露可能產(chǎn)生的毒副作用與潛在機(jī)理也逐漸引起人們的關(guān)注。模式動(dòng)物秀麗線蟲(chóng)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境毒物毒性評(píng)價(jià)以及毒理學(xué)研究。實(shí)驗(yàn)室之前的研究已經(jīng)從mRNA和miRNA的水平闡述了可能的氧化石墨烯在秀麗線蟲(chóng)中的致毒機(jī)制。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long noncoding RNA，lncRNA)一般定義為

2、堿基長(zhǎng)度大于200bp的非編碼RNA，可參與調(diào)控多種生物進(jìn)程。然而到目前為止，lncRNA在調(diào)控工程納米材料體內(nèi)毒性中的作用還不十分清楚。
　　在本研究中，我們利用秀麗線蟲(chóng)分析評(píng)價(jià)體系，借助Hiseq2000高通量測(cè)序技術(shù)分別對(duì)對(duì)照組和GO處理組進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，從而篩選可能與調(diào)控GO材料秀麗線蟲(chóng)體內(nèi)毒性相關(guān)的lncRNA。結(jié)合測(cè)序分析結(jié)果和qRT-PCR驗(yàn)證結(jié)果，鑒定并確認(rèn)了GO暴露處理后僅有34個(gè)lncRNA發(fā)生差異表達(dá)。進(jìn)一

3、步預(yù)測(cè)lncRNA-miRNA靶向作用網(wǎng)絡(luò)，并在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)候選lncRNA進(jìn)行GO分析和KEGG分析，結(jié)果顯示候選lncRNA參與包括生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、細(xì)胞定位、轉(zhuǎn)運(yùn)、信號(hào)傳導(dǎo)和細(xì)胞代謝在內(nèi)的許多生物進(jìn)程以及參與多種信號(hào)通路。
　　此外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)GO材料表面PEG化學(xué)修飾或者FBS包被以及在clk-1和isp-1突變體背景下均能降低GO體內(nèi)毒性，使線蟲(chóng)對(duì)GO毒性展現(xiàn)出一定的抗性。基于這個(gè)發(fā)現(xiàn)，我們通過(guò)qRT-PCR并利用化學(xué)修飾

4、和突變體背景下GO體內(nèi)毒性降低進(jìn)一步篩選與GO材料體內(nèi)毒性相關(guān)的IncRNA。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在這兩種降低GO體內(nèi)毒性的進(jìn)程中，linc-37和linc-14的表達(dá)模式發(fā)生了改變。
　　進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)提供了直接的證據(jù)證實(shí)材料表面修飾（PEG表面修飾和FBS包被）和突變體背景下(clk-1和isp-1)降低GO體內(nèi)毒性共有的linc-37以一種負(fù)調(diào)控的方式調(diào)控著GO在秀麗線蟲(chóng)體內(nèi)毒性。雙突變實(shí)驗(yàn)證實(shí)linc-37可能與daf-16基因編碼的