膵臓β細胞におけるGLIS3によって制御される新規lncRNA（G3R1）の同定

Identification of a novel lncRNA (G3R1) regulated by GLIS3 in pancreatic β-cells.

• David W Scoville
• Artiom Gruzdev
• Anton M Jetten

抄録

最近のハイスループット RNA シーケンシングの進歩により、メッセンジャー RNA (mRNA) に加えて、ロングノンコーディング RNA (lncRNA) が多くの細胞機能の調節や器官の発生において重要な役割を果たしていることが明らかになってきました。膵島では多くのlncRNAが同定されていますが、その機能はほとんど解明されていません。ここでは、転写因子GLIS3によって制御されている新規なロングノンコーディングRNAを同定した。このlncRNAは、GLIS3ノックアウトマウスの膵島では発現が著しく低下していることが確認された。G3R1は、マウス膵臓β細胞およびβ細胞株（βTC-6）で特異的に発現しているようである。GLIS3と他の膵島富化転写因子はG3R1遺伝子の近くに結合しており、G3R1の転写を直接制御していることが示唆された。同様に、G3R1の見かけ上のヒト同族体も同様の発現パターンを示しており、ヒトの脳ではさらに発現が見られた。マウス膵臓β細胞におけるG3R1の機能を決定するために、我々はCRISPRを利用して、G3R1配列の〜80％が欠失したノックアウトマウスを開発した。これらのマウスの初期の表現型解析では、β細胞機能やグルコース調節に明らかな障害は認められなかったが、この新規なGLIS3制御lncRNAは、GLIS3の下流で特定の膵β細胞機能を調節している可能性がある。

Recent advances in high throughput RNA sequencing have revealed that, in addition to messenger RNAs (mRNAs), long non-coding RNAs (lncRNAs) play an important role in the regulation of many cell functions and of organ development. While a number of lncRNA have been identified in pancreatic islets, their function remains largely undetermined. Here, we identify a novel long non-coding RNA regulated by the transcription factor GLIS3, which we refer to as GLIS3 regulated 1 (G3R1). This lncRNA was identified for its significant loss of expression in GLIS3 knockout mouse pancreatic islets. G3R1 appears to be specifically expressed in mouse pancreatic β-cells and in a β-cell line (βTC-6). ChIP-Seq analysis indicated that GLIS3 and other islet-enriched transcription factors bind near the G3R1 gene, suggesting they directly regulate G3R1 transcription. Similarly, an apparent human homolog of G3R1 displays a similar expression pattern, with additional expression seen in human brain. In order to determine the function of G3R1 in mouse pancreatic β-cells, we utilized CRISPR to develop a knockout mouse where ~80% of G3R1 sequence is deleted. Although initial phenotypic analysis of these mice did not reveal any obvious impairment in β-cell function or glucose regulation, this novel GLIS3-regulated lncRNA likely modulates specific pancreatic β cell functions downstream of GLIS3.