中国医学科学院基础医学研究所赵春华教授：一种新的人类特异性lncRNA调节脂肪生成和脂肪酸生物合成

背景：肥胖正成为主要的非传染性疾病之一，其发病率和风险不容忽视。然而，有效和安全的临床治疗策略仍需深入探索。脂肪细胞数量和体积的增加会导致超重和肥胖。我们工作的目的是鉴定在人间充质干细胞（MSC）分化为脂肪细胞中具有重要调控作用的lncRNA，并为肥胖和相关代谢疾病的临床预防和治疗提供有效靶点。

方法：我们从人脂肪组织中提取原代MSC，并在MSC脂肪分化过程中对lncRNA的表达谱进行分析，以筛选出变化的lncRNA。lncRNA的特征主要通过RACE和RNA FISH来揭示。使用体内和体外的功能丧失和获得实验来分析lncRNA的影响。利用靶向代谢组学来检测游离脂肪酸的水平。采用RNA下拉、mRNA稳定性测试等方法探索lncRNA的机制。

结果：人特异性lncRNA，我们称之为MEK6-AS1，是MSC脂肪分化过程中上调最多的转录物。MEK6-AS1在BMI≥25的个体的脂肪组织样本中高度表达，并与这些样本中的脂肪生成标记基因呈正相关。敲除lncRNA抑制了脂肪生成分化标志物的表达和异位脂肪生成，降低了各种游离脂肪酸的含量，并促进了成骨分化。lncRNA的过表达与上述过程相反。我们还发现，在肝脂肪变性类器官生成过程中，MEK6-AS1升高。从机制上讲，MEK6-AS1部分通过NAT10稳定MEK6 mRNA起作用。

结论：我们在基因组数据库中鉴定出一种具有位置信息的人类特异性lncRNA（MEK6-AS1），但尚未得到广泛报道。我们证明MEK6-AS1是一种新型lncRNA，参与脂肪生成分化和脂肪生成、脂肪酸代谢和成骨分化。我们发现MEK6-AS1可能通过NAT10增强MEK6 mRNA的稳定性来发挥其作用。我们的研究可能为lncRNAs在干细胞生物学中的意义提供见解，并为预防和治疗肥胖和其他相关疾病提供新的潜在治疗靶点。

1. 发现了一种名为MEK6-AS1的人类特异性lncRNA，它在脂肪细胞分化过程中表达显著上调，并且与肥胖个体的脂肪组织样本中的脂肪生成标记基因呈正相关。这一发现为理解lncRNA在干细胞生物学中的作用提供了新的见解，并可能为肥胖及相关疾病的预防和治疗提供新的潜在靶点。

2. 揭示了MEK6-AS1在脂肪细胞分化和脂肪生成中的重要作用。通过体内外的缺失和获得功能实验，研究发现敲低MEK6-AS1可以抑制脂肪细胞分化标记的表达和异位脂肪生成，减少各种游离脂肪酸的含量，并促进成骨分化。相反，过表达MEK6-AS1则具有相反的效果。

3. 发现MEK6-AS1在肝脂肪变性类器官生成过程中表达升高，表明MEK6-AS1可能与代谢相关脂肪肝病（MAFLD）的发展有关。这一发现为研究MAFLD的发病机制提供了新的视角。

4. 探讨了MEK6-AS1的作用机制，发现MEK6-AS1部分通过NAT10稳定MEK6 mRNA来发挥作用。这一机制的揭示有助于深入理解lncRNA如何通过调控mRNA稳定性来影响基因表达，为开发新的治疗策略提供了理论基础。

5. 通过RNA下拉实验和mRNA稳定性测试等方法，研究团队发现MEK6-AS1能够显著调节脂肪酸代谢。这一发现不仅丰富了我们对脂肪酸代谢调控网络的认识，也为开发针对肥胖和相关代谢疾病的治疗策略提供了新的靶点。

Q1：MEK6-AS1在脂肪细胞分化中的具体作用是什么？

A：在体外实验中，敲低MEK6-AS1会显著抑制脂肪生成相关标记基因（如CEBPA、PPARG、PLIN1和FABP4）的表达，减少脂滴的生成。相反，过表达MEK6-AS1则显著增强脂肪细胞的分化能力，增加脂滴的生成。MEK6-AS1能够显著调节脂肪酸代谢。在MEK6-AS1敲低的细胞中，多种脂肪酸（如辛酸、癸酸、十一酸等）的相对含量显著降低，而在MEK6-AS1过表达的细胞中，这些脂肪酸的相对含量显著增加。在脂肪细胞分化过程中，MEK6-AS1的表达水平变化还会影响炎症因子的分泌。敲低MEK6-AS1会减少促炎细胞因子（如IL-1beta、IL-6、MCP-1）的表达，而过表达MEK6-AS1则会增加这些细胞因子的表达。

Q2：MEK6-AS1如何通过NAT10稳定MEK6 mRNA？

A：通过RNA Pull Down实验，研究发现MEK6-AS1和MEK6 mRNA分别能够结合不同的蛋白质，其中31种蛋白质在这两组中重叠，NAT10是其中之一。使用Actinomycin D处理细胞后，发现敲低MEK6-AS1会导致MEK6 mRNA的降解速度加快，而过表达MEK6-AS1则会减缓MEK6 mRNA的降解。进一步的实验表明，敲低NAT10会同时增加MEK6-AS1和MEK6 mRNA的降解速度。此外，敲低NAT10还会显著削弱过表达MEK6-AS1对脂肪细胞分化的促进作用，这进一步证实了NAT10在MEK6-AS1调控MEK6 mRNA稳定性中的关键作用。

Q3：MEK6-AS1在体内脂肪生成中的作用如何验证？

A：将感染了特定慢病毒（lenti-NC、lenti-MEK6-AS1、sh-NC、sh-MEK6-AS1）的hAMSCs诱导进行3天的脂肪细胞分化，然后将这些细胞与Matrigel混合后皮下注射到6周龄的BALB/c nu/nu小鼠的背部对称位置。在标准喂养条件下，敲低MEK6-AS1的小鼠中，脂肪细胞分化的效率显著降低，PLIN1的表达也显著下降。相反，过表达MEK6-AS1的小鼠中，脂肪细胞分化的效率显著提高，PLIN1的表达增加。在高脂饮食条件下，敲低MEK6-AS1的小鼠中，脂肪细胞分化的效率仍然显著降低，PLIN1的表达水平也较低。而过表达MEK6-AS1的小鼠中，脂肪细胞分化的效率显著提高，PLIN1的表达水平增加。在标准喂养和高脂饮食条件下，MEK6-AS1的敲低或过表达均显著影响了IL-1beta和MCP-1的表达水平。