Abstract

Noncoding RNAs, such as long noncoding RNAs (lncRNAs) and microRNAs (miRNAs), regulate gene expression in many physiological and pathological processes, including drug metabolism. Drug metabolizing enzymes (DMEs) are critical components in drug-induced liver toxicity. In this study, we used human hepatic HepaRG cells treated with 5 or 10 mM acetaminophen (APAP) as a model system and identified LINC00844 as a toxicity-responsive lncRNA. We analyzed the expression profiles of LINC00844 in different human tissues. In addition, we examined the correlations between the levels of LINC00844 and those of key DMEs and nuclear receptors (NRs) for APAP metabolism in humans. Our results showed that lncRNA LINC00844 is enriched in the liver and its expression correlates positively with mRNA levels of CYP3A4, CYP2E1, SULT2A1, pregnane X receptor (PXR), and hepatocyte nuclear factor (HNF) 4α. We demonstrated that LINC00844 regulates the expression of these five genes in HepaRG cells using gain- and loss-of-function assays. Further, we discovered that LINC00844 is localized predominantly in the cytoplasm and acts as an hsa-miR-486-5p sponge, via direct binding, to protect SULT2A1 from miRNA-mediated gene silencing. Our data also demonstrated a functional interaction between LINC00844 and hsa-miR-486-5p in regulating DME and NR expression in HepaRG cells and primary human hepatocytes. We depicted a LINC00844-mediated regulatory network that involves miRNA and NRs and influences DME expression in response to APAP toxicity.

中文翻译：

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长的非编码RNA LINC00844介导的分子网络调节人肝细胞中药物代谢酶和核受体的表达。

摘要

非编码RNA，例如长非编码RNA（lncRNA）和微RNA（miRNA），在包括药物代谢在内的许多生理和病理过程中调节基因表达。药物代谢酶（DME）是药物诱导的肝毒性的关键成分。在这项研究中，我们使用经5或10 mM对乙酰氨基酚（APAP）处理的人肝HepaRG细胞作为模型系统，并将LINC00844鉴定为毒性反应性lncRNA。我们分析了LINC00844在不同人体组织中的表达谱。此外，我们研究了LINC00844水平与人类APAP代谢关键DME和核受体（NR）水平之间的相关性。我们的结果表明，lncRNA LINC00844在肝脏中富集，其表达与CYP3A4，CYP2E1，SULT2A1，孕烷X受体（PXR）的mRNA水平呈正相关，和肝细胞核因子（HNF）4α。我们证明了LINC00844使用功能获得和功能丧失测定法调节HepaRG细胞中这五个基因的表达。此外，我们发现LINC00844主要位于细胞质中，并通过直接结合充当hsa-miR-486-5p海绵，以保护SULT2A1免于miRNA介导的基因沉默。我们的数据还证明了LINC00844与hsa-miR-486-5p之间的功能相互作用，可调节HepaRG细胞和原代人肝细胞中的DME和NR表达。我们描述了一个LINC00844介导的调控网络，该网络涉及miRNA和NRs，并影响DME表达以应对APAP毒性。我们发现LINC00844主要位于细胞质中，并通过直接结合充当hsa-miR-486-5p海绵，以保护SULT2A1免于miRNA介导的基因沉默。我们的数据还证明了LINC00844与hsa-miR-486-5p之间的功能相互作用，可调节HepaRG细胞和原代人肝细胞中的DME和NR表达。我们描述了一个LINC00844介导的调节网络，该网络涉及miRNA和NRs，并影响DME表达以响应APAP毒性。我们发现LINC00844主要位于细胞质中，并通过直接结合充当hsa-miR-486-5p海绵，以保护SULT2A1免于miRNA介导的基因沉默。我们的数据还证明了LINC00844与hsa-miR-486-5p之间的功能相互作用，可调节HepaRG细胞和原代人肝细胞中的DME和NR表达。我们描述了一个LINC00844介导的调控网络，该网络涉及miRNA和NRs，并影响DME表达以应对APAP毒性。