微小RNA-499的表达特征及生物学作用

微小RNA-499（mieroRNA-499,miR-499）是近年来发现的肌球蛋白基因编码的miRNA（miRNA encoded by myosingene,myo—miR）家族新成员,目前发现它主要在人和动物的心肌和骨骼肌中表达,同时在其它多种组织中也可以被检测到。miR-499在心肌细胞的分化中起着至关重要的调控作用。在成人心肌和骨骼肌中,miR-499通过促进β-肌球蛋白重链（β—myosin heavy chain,p-MHC）的表达,使肌细胞的氧代谢和耐受力增强。miR-499可能通过不同的信号转导通路,参与了不同的心肌病理过程。此外,miR-499的血清／血浆水平在多种疾病患者中有显著变化,miR-499前体（pre—miR-499）的多态性也与人体对多种疾病的易感性相关,这些使其有望成为某些疾病临床检验的生物学标志物之一。     

pCAGGs-miR-483重组质粒构建及miR-483转基因小鼠模型的建立

miR-483是近年发现的一种编码于胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor2,Igf2)基因第2内含子的microRNA.研究表明,高脂饮食诱导的肥胖动物的心脏、肝脏及肝、肾肿瘤组织中miR-483表达异常,但其生物学功能尚待研究.建立稳定表达miR-483并能够传代的miR-483转基因小鼠是研究其功能的重要环节.利用特异miR-483克隆引物,以小鼠基因组为模版,经PCR获得pre-miR-483片段,通过重组构建pCAGG-miR-483重组质粒.该质粒可在真核细胞中稳定表达成熟miR-483.再利用原核显微注射法建立miR-483过表达转基因小鼠.利用实时PCR检测各组织miR-483含量.结果显示,miR-483转基因小鼠心肌、骨骼肌、肝脏等组织可过表达成熟miR-483.此外,miR-483转基因过表达小鼠较野生型小鼠体重降低,提示miR-483可能在发育、代谢等方面具有调节作用.miR-483转基因小鼠模型的建立为microRNA功能研究提供了在体研究的平台.     

MiR-30e调控心肌肥厚的作用机制研究

目的:预测并鉴定miR-30e的靶基因,阐明miR-30e调控心肌肥厚的分子机制.方法:分离新生大鼠心肌细胞,用苯肾上腺素(PE)处理心肌细胞构建心肌细胞肥大模型,48小时后通过定量PCR方法检测miR-30e的表达水平变化.利用生物信息学方法预测miR-30e的靶基因,并通过荧光素酶报告基因实验和蛋白免疫印迹方法验证miR-30e的靶基因.结果:与对照组相比,PE处理48hr后,心肌肥厚标志基因nppa表达明显升高,肥大心肌细胞中miR-30e明显下调.生物信息学预测细胞骨架调控蛋白Twinfilin-1(Twf1)3'UTR有两个miR-30e的结合位点.过表达miR-30e能抑制含有Twf1 3'UTR的荧光素酶报告基因的表达,降低Twf1的蛋白表达水平.结论:Twf1为miR-30e的靶基因,miR-30e通过抑制Twf1的表达调控心肌肥厚.     

miR-181在人类疾病中的研究进展

miRNA-181是一个进化中极其保守的明星分子.在人类基因组中,miR-181家族成员包括miR-181a-1、miR-181a-2、miR-181b-2、miR-181b-2、miR-181c和miR-181d.miR-181最早是在小鼠B淋巴细胞中发现其特异高表达,且能调控早期造血系统的形成,从而引起了人们的关注.miR-181在小鼠胸腺、脑、肺等器官中高表达,骨髓和脾脏中也可检测到它的存在,而在造血前体细胞中低表达.其中,miR-181a被认为参与B细胞的分化成熟过程.其后,大量研究证实miR-181是一个重要的基因表达调控因子,功能涉及生物体免疫、炎症,细胞周期调控、细胞凋亡及分化等病理生理过程.另一方面miR-181在多种肿瘤中表达异常,包括白血病、神经母细胞瘤、神经胶质瘤等,但其功能及调控机制不太清楚.本文就miR-181分子的基因结构、基因表达与调控、生物学功能以及与疾病发生的相关性作一综述.     

miR-133b可能通过调控foxO1的表达影响小鼠B细胞发育

microRNAs(miRNAs)是一类具有转录后调控作用的非编码RNA,在发育、细胞增殖、凋亡及肿瘤发生等多种生理和病理过程中发挥重要作用.为全面了解小鼠B细胞中miRNAs的表达模式,利用流式细胞仪(FACS)分选处于不同发育时期的B细胞,采用TaqMan誖低密度芯片对其进行检测,筛选到pre-B阶段9个miRNAs表达量显著上调.将筛选出的miRNAs进行靶基因预测,并对预测靶基因进行功能聚类和通路分析,发现约4%的基因参与免疫系统过程,包括Bcl2、Kit等.选取foxO1与miR-19b、miR-142-3p、miR-106b、miR-182及miR-133b进行初步功能验证,双荧光素酶报告系统及Westernblot检测结果均显示,miR-133b可直接作用于foxO1 3′UTR从而降低foxO1的表达.结合人类和小鼠B细胞中foxO1的表达情况分析,其表达模式同miR-133b表达模式呈负相关,说明miR-133b可能参与了B细胞发育过程中foxO1的表达调控过程.     

MicroRNA 122对肝癌细胞基因表达谱的影响

为研究microRNA（miR-122）对肝癌细胞Hep3B基因表达谱的影响,并探讨其在肝癌发过程中的可能作用,构建了miR-122稳定高表达的Hep3B细胞,利用基因表达谱芯片技术筛选得到和对照组细胞比较的差异表达基因.研究结果显示,2倍以上变化的差异表达基因有490个,其中上调的有345个,下调的有145个.这些基因中有16个与肿瘤发生相关,其它基因涉及细胞周期、信号转导、细胞凋亡和细胞增殖分化等众多生物学过程.这些结果提示,miR-122可能在肝癌发生的过程中发挥作用,并可能与这些差异表达基因密切相关.另外,还结合生物信息学方法,在下调表达的基因中预测了miR-122可能直接作用的靶基因.本研究初步探讨了miR-122在肝癌细胞中的生物学功能,为进一步研究miR-122在肝癌发生中的作用奠定了基础,同时也为miRNA的生物学功能及其作用机制的研究提供了一些参考.     

miR-186-5p在酒精诱导的心肌细胞中高表达并通过靶基因XIAP调控细胞凋亡水平

目的:证实酒精可诱导AC16心肌细胞凋亡及其与酒精浓度和作用时间的关系,研究不同浓度酒精干预下AC16心肌细胞中miR-186-5p与X连锁凋亡抑制蛋白(XIAP)表达水平以及心肌细胞凋亡水平的改变,探究miR-186-5p以XIAP为靶基因调控酒精诱导的心肌细胞凋亡。方法:流式细胞术检测细胞凋亡水平,Western blot、实时定量PCR技术分别在蛋白质及基因水平检测细胞miR-186-5p与XIAP表达水平的变化,双萤光素酶报告基因靶基因荧光检测miR-186-5p与XIAP的靶际关系。结果:酒精诱导AC16心肌细胞发生凋亡,且与酒精浓度及作用时间呈正相关;酒精摄入上调AC16心肌细胞中miR-186-5p表达,下调XIAP表达; miR-186-5p参与酒精诱导的AC16心肌细胞凋亡过程,XIAP抑制酒精诱导的AC16心肌细胞凋亡; miR-186-5p以XIAP为靶基因调控酒精诱导的心肌细胞凋亡。结论:AC16心肌细胞经过酒精处理后,细胞的凋亡水平升高,并且随着酒精作用浓度和作用时间的延长,凋亡水平进一步升高;酒精处理后心肌细胞中miR-186-5p表达量上调,XIAP表达量下调,miR-186-5p以XIAP为靶基因,调控酒精处理后心肌细胞的凋亡。     

miR-148a在5-aza诱导间充质干细胞心肌样分化中的调控作用及机制

目的：探讨miR-148a在5-aza诱导人骨髓间充质（hMSCs）成心肌样分化中的表达及miR-148a对hMSCs体外成心肌样分化的生物学作用。方法：免疫荧光检测5-aza诱导hMSCs分化后心肌细胞特异性标志物α-MHC表达水平;qRT-PCR和Western blot分别检测miR-148a和DNMT1在hMSCs成肌样分化中的表达水平。利用Lipofectamine TM 2000将miR-148a mimics和miR-148a inhibitor分别瞬时转染hMSCs,Western blot检测心肌细胞特异性标志物α-MHC的蛋白表达水平。利用生物信息学技术预测miR-148a的靶基因结合位点利用双荧光素酶报告基因系统鉴定其对靶基因3'UTR的结合序列。通过DNMT1 shRNA和miR-148a inhibitors共转到hMSCs中,研究miR-148a在hMSCs成心肌样分化中的调控作用。结果：hMSCs经5-aza诱导分化后,心肌细胞特性标志物α-MHC蛋白水平明显上调。miR-148a在hBMSCs成肌样分化中显著性增加（P<0.01）,DNMT1表达水平显著降低。过表达miR-148a能提高hBMSC中心肌细胞特异性标志物α-MHC表达水平,而抑制miR-148a则能降低其水平（P<0.01）。DNMT1沉默可以阻断miR-148a对hMSCs的诱导成肌样分化作用。结论：miR-148a在hMCCs成肌样分化中表达上调,通过靶定和调控DNMT1基因的表达,并对hMSCs心肌向分化具有正向调控作用。     

miR-23b通过靶定TAB2/3抑制糖尿病肾病纤维化

MicroRNAs(miRNAs)通过与靶基因的相互作用发挥其生物学功能. miR-23b作为抑癌基因,参与了许多肿瘤和自身免疫疾病的发生过程,但其在糖尿病肾病中的作用尚不清楚.为了探讨miR-23b与靶基因TAB2/3作用对糖尿病肾病纤维化的影响,本实验通过建立糖尿病小鼠模型和糖尿病HK-2细胞模型,利用实时定量荧光PCR方法,检测糖尿病小鼠模型肾mRNA表达,发现miR-23b在糖尿病组（Dia组）表达低于正常组（P<0.001）.利用Western印迹检测相关蛋白,结果显示,与正常组相比,TAB2/3,FN和α-SMA在糖尿病组高表达,并且TAB2/3在糖尿病组中持续高表达.利用基因转染技术过表达miR-23b可以同时在mRNA和蛋白水平上抑制TAB2/3,P38和ERK1/2的表达,FN表达也显著降低.以上结果显示：miR-23b可能通过作用靶基因TAB2/3及其信号通路下游,抑制糖尿病肾病纤维化.     

心肌细胞特异性miR-30b转基因小鼠的建立及其功能研究

MicroRNAs(miRNAs)基因芯片结果显示,携带有MYH7基因突变的家族性肥厚性心肌病病人的心脏组织以及小鼠心力衰竭模型中miR-30b表达下调,提示miR-30b可能在心脏疾病发生发展过程中发挥了重要功能.为研究miR-30b在心脏组织中的功能,本实验室首先建立了在心肌细胞特异性启动子琢肌球蛋白重链(琢-MHC,5.5 kb)控制下过表达miR-30b的转基因小鼠.通过qRT-PCR方法,证实miR-30b表达水平在转基因小鼠心脏组织中明显升高(P0.05).miR-30b转基因小鼠心重/体重比和左心室/体重比无明显变化,心肌组织结构未见异常.目前,关于miR-30b在心肌梗死中的功能及相关机制未见报道.本文通过冠状动脉左前降支结扎法建立心肌缺血再灌注(ischemia-reperfusion,I/R)模型,以假手术组作为对照组.生化检测结果及TTC-Evans blue双染结果显示,I/R损伤后,与野生型小鼠相比,转基因小鼠LDH、CK-MB和cTn玉浓度显著减小(P0.05),并且心肌梗死面积明显减少(P0.05).超声心动图检测结果显示,转基因小鼠心功能显著改善.由此得出结论:miR-30b对缺血再灌注损伤的心肌具有保护作用,该研究成果可能为预防和治疗心肌梗死提供新策略.     

Overexpression of TNNI3K, a cardiac-specific MAP kinase, promotes P19CL6-derived cardiac myogenesis and prevents myocardial infarction-induced injury

TNNI3K is a new cardiac-specific MAP kinase whose gene is localized to 1p31.1 and that belongs to a tyrosine kinase-like branch in the kinase tree of the human genome. In the present study we investigated the role of TNNI3K in the cardiac myogenesis process and in the repair of ischemic injury. Pluripotent P19CL6 cells with or without transfection by pcDNA6-TNNI3K plasmid were used to induce differentiation into beating cardiomyocytes. TNNI3K promoted the differentiation process, judging from the increasing beating mass and increased number of alpha-actinin-positive cells. TNNI3K improved cardiac function by enhancing beating frequency and increasing the contractile force and epinephrine response of spontaneous action potentials without an increase of the single-cell size. TNNI3K suppressed phosphorylation of cardiac troponin I, annexin-V(+) cells, Bax protein, and p38/JNK-mediated apoptosis. Intramyocardial administration of TNNI3K-overexpressing P19CL6 cells in mice with myocardial infarction improved cardiac performance and attenuated ventricular remodeling compared with injection of wild-type P19CL6 cells. In conclusion, our study clearly indicates that TNNI3K promotes cardiomyogenesis, enhances cardiac performance, and protects the myocardium from ischemic injury by suppressing p38/JNK-mediated apoptosis. Therefore, modulation of TNNI3K activity would be a useful therapeutic approach for ischemic cardiac disease.     

Downregulation of long non-coding RNA H19 promotes P19CL6 cells proliferation and inhibits apoptosis during late-stage cardiac differentiation via miR-19b-modulated Sox6

Background

Regulating cardiac differentiation to maintain normal heart development and function is very important. At present, biological functions of H19 in cardiac differentiation is not completely clear.

Methods

To explore the functional effect of H19 during cardiac differentiation. Expression levels of early cardiac-specific markers Nkx-2.5 and GATA4, cardiac contractile protein genes α-MHC and MLC-2v were determined by qRT-PCR and western lot. The levels of lncRNA H19 and miR-19b were detected by qRT-PCR. We further predicted the binding sequence of H19 and miR-19b by online softwares starBase v2.0 and TargetScan. The biological functions of H19 and Sox6 were evaluated by CCK-8 kit, cell cycle and apoptosis assay and caspase-3 activity.

Results

The expression levels of α-MHC, MLC-2v and H19 were upregulated, and miR-19b was downregulated significantly in mouse P19CL6 cells at the late stage of cardiac differentiation. Biological function analysis showed that knockdown of H19 promoted cell proliferation and inhibits cell apoptosis. H19 suppressed miR-19b expression and miR-19b targeted Sox6, which inhibited cell proliferation and promoted apoptosis in P19CL6 cells during late-stage cardiac differentiation. Importantly, Sox6 overexpression could reverse the positive effects of H19 knockdown on P19CL6 cells.

Conclusion

Downregulation of H19 promoted cell proliferation and inhibited cell apoptosis during late-stage cardiac differentiation by regulating the negative role of miR-19b in Sox6 expression, which suggested that the manipulation of H19 expression could serve as a potential strategy for heart disease.