热激蛋白Hsp72促进热休克下HuR对p21CIP1的调控作用

RNA结合蛋白HuR可以结合并调控靶标mRNA稳定性与翻译,但影响HuR 结合活性的因素有待探讨。本研究从蛋白质-蛋白质相互作用角度对影响HuR 与RNA结合活性的因素做了探讨。结果发现,热激蛋白Hsp72在细胞浆与HuR相互作用并促进HuR与p21 (KIP1) 3′UTR（3′非翻译区）的结合; 热休克下Hsp72总蛋白质及细胞浆蛋白质水平上调、但HuR总蛋白质及细胞浆蛋白质水平不变|热休克下HuR与p21 3′UTR的相互作用加强、p21蛋白及mRNA水平上调。上述结果提示,Hsp72可通过与HuR相互作用促进后者与p21 mRNA的结合,进而加强热休克下HuR对p21的表达的促进作用。这些结果为进一步解析HuR的生物学作用机制提供了实验依据。     

HuR和PDGFC在乳腺癌组织中的表达及相关性分析

目的:探讨HuR和PDGFC在乳腺癌组织中的表达及相关性。方法:选取2008年至2009年80例手术切除并有完整的临床与病理资料的乳腺癌患者为研究对象,采用免疫组化法对乳腺癌组织中HuR和PDGFC的表达进行检测,并进行统计学分析。分析两者的表达与乳腺癌pTNM分期的关系,以及两者之间的相关性。结果:乳腺癌组织中HuR和PDGFC的表达均与pTNM分期有相关性(均P0.05),且两者的表达呈正相关(r=0.608,P0.05),具有统计学意义。结论:乳腺癌中HuR和PDGFC的高表达可能参与了乳腺癌的发生发展过程,有望影响乳腺癌的术后治疗。两者的表达产物呈正相关,HuR的表达产物可能通过对PDGFC的表达进行调控促进乳腺癌的发生与发展。     

PDGF-C 3'UTR区荧光素酶报告基因载体构建

目的:构建不同长度包含目的片段的PDGFC 3`UTR双荧光素酶报告基因载体,为进一步研究PDGF-C mRNA的上游miRNA调节做准备。方法:培养人乳腺癌细胞系MDA-MB-231细胞,提取腺癌细胞系MDA-MB-231细胞的基因组DNA,以提取的基因组为模板,通过PCR扩增不同长度的PDGFC 3`UTR片段,经胶回收后,将回收的目的片段插入报告基因载体SV40-p GL3中,再经转化将克隆好的载体转入细菌内扩增(先在固体培养基上扩增为菌落,然后再接种进液体细菌培养管中扩增),扩增细菌后进行质粒提取,并进行菌落PCR及双酶切鉴定,最后送公司进行基因序列检测鉴定。结果:成功构建了不同长度目的片段的PDGFC 3`UTR的双荧光素酶报告基因载体。结论:本实验构建了不同长度的PDGF-C mRNA的3’UTR区的双荧光素酶报告基因载体,为进一步研究PDGF-C mRNA的上游miRNA调节打下了基础。     

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.     

SOX6 基因3''UTR 区野生型和突变型重组质粒的构建与鉴定

目的:构建含单核苷酸多态性(SNP)位点rs1065024的SOX6基因3'UTR双荧光素酶报告基因载体,并用生物信息学软件预测与rs1065024位点区域相结合的mi RNA,为进一步研究此SNP位点的功能及mi RNA与SOX6基因3'UTR区之间的关系奠定基础。方法:提取人全血基因组DNA,以基因组DNA为模板,通过PCR扩增含SNP位点在内的SOX6基因3'UTR片段,经过胶回收纯化后,将回收的目的片段插入双荧光素酶报告基因载体p MIR-REPORT中,再经DH5a转化扩增,挑单克隆进行菌落PCR并进行质粒提取,对质粒进行双酶切鉴定,最后进行DNA测序鉴定。针对SNP进行定点突变,构建出野生型和突变型重组质粒,并用生物信息学软件预测出与SNP位点相结合的mi RNA。结果:经单菌落质粒测序验证显示带有T碱基的SOX6基因3'UTR重组质粒p MIR-REPORT-3'UTR-T构建成功;经定点突变,成功将p MIR-REPORT-3'UTR-T质粒转变为p MIR-REPORT-3'UTR-C,经比对未引入任何其他突变;生物信息学预测显示,rs1065024位点位于mi R-190b、mi R-190a-5p、mi R-451b、mi R-4791与SOX6基因3'UTR的结合区域,其多态的改变可以影响mi RNA与m RNA的结合效率。结论:本研究成功构建了含SNP位点rs1065024的p MIR-REPORT-SOX6-3'UTR野生型和突变型重组质粒,为今后SOX6基因3'UTR的SNP位点的功能及mi RNA与SOX6基因3'UTR区之间的关系研究奠定基础。     

miR-130a靶向G3BP2促进乳腺癌侵袭

目的探讨基因预测软件Targetscan预测到的微小RNA-130a如何调节GTP酶激活蛋白SH3功能区结合蛋白2(GTPase activating protein SH3 binding protein 2,G3BP2)的表达,进而影响乳腺癌细胞的侵袭。方法应用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测正常乳腺上皮及乳腺癌细胞系中miR-130a的表达水平;蛋白质印迹法(Western blot)检测改变miR-130a表达水平对乳腺癌细胞株MCF-7和MDA-MB-231中G3BP2及上皮间质转化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)相关蛋白的影响;双荧光素酶报告基因实验检测miR-130a是否能与G3BP2靶向结合,以及Transwell侵袭实验检测miR-130a表达水平与MCF-7和MDA-MB-231细胞侵袭能力的关系。结果 qRT-PCR显示miR-130a表达量在高侵袭乳腺癌细胞株明显高于低侵袭乳腺癌细胞株MCF-7及正常乳腺上皮细胞;Western blot检测显示,miR-130a负向调控G3BP2的表达并促进乳腺癌细胞发生EMT;qRT-PCR显示改变乳腺癌细胞内miR-130a表达后G3BP2 mRNA基本没有变化;双荧光素酶报告基因结果显示,miR-130a能与G3BP2 mRNA的3’UTR结合;Transwell侵袭实验显示,miR-130a促进乳腺癌细胞的体外侵袭。结论 miR-130a通过靶向结合G3BP2 mRNA的3’UTR区,在翻译水平抑制G3BP2表达后促进乳腺癌细胞发生EMT,从而促进乳腺癌细胞的侵袭。     

SND1蛋白与HuR蛋白的相互结合作用

人源SND1（staphylococcal nuclease domain containing 1）蛋白由N端的SN（staphylococcal nucleases）结构域和C端的TSN (Tudor SN5) 结构域组成,其中SN结构域又包含SN1～SN4四个重复的功能片段. 本课题组前期研究结果表明,SND1蛋白可以通过SN结构域与G3BP（Ras GAP SH3 domain binding protein）蛋白相互结合,共同参与细胞应激颗粒（stress granules,SGs）的形成. SGs是真核细胞在受到氧化应激、病毒感染等外界刺激时在胞浆内形成的与RNA代谢相关的颗粒状结构. 对于SGs的成分鉴定及相互作用的分析一直是学者们研究的热点. 本研究中,免疫共沉淀实验结果表明,以抗SND1抗体可以共沉淀出HeLa细胞内另一个重要的应激相关人类抗原R（human antigen R,HuR）蛋白. 另外,利用脂质体转染法将pcDNA3 FLAG HuR重组质粒瞬时转染入HeLa细胞,成功过表达外源性的FLAG HuR融合蛋白,再以抗FLAG标签抗体又可以反向共沉淀出内源性SND1蛋白,证明SND1与HuR之间存在蛋白质间的相互结合作用. 细胞免疫荧光实验结果表明,当给予HeLa细胞05 mmol/L亚砷酸钠氧化应激时,SND1与HuR蛋白共同定位于胞浆中的SGs结构中. GST pulldown实验结果进一步表明截短的SN结构域可以结合HuR蛋白,其中以SN1功能片段的结合能力最强,表明SND1蛋白是通过SN结构域与HuR蛋白形成应激复合物,参与SGs的胞浆组装.并不定位于SGs的TSN结构域亦可结合HuR蛋白,提示SND1 HuR的蛋白相互作用可能并不局限于SGs,具有其它方面的功能意义.     

RNA结合蛋白质HuR通过增加YAP1 mRNA稳定性促进白血病细胞增殖

RNA结合蛋白质人类抗原R(Hu R)与多种实体肿瘤的发生发展密切相关,但其在人急性髓系白血病(acutemyeloidleukemia,AML)中的功能和分子机制仍未阐明。本研究收集了30例临床初诊的AML病人和30例正常对照的外周血,分离单个核细胞,进行RT-qPCR法检测。结果显示,与正常对照相比,HuR在AML病人中呈显著表达上调趋势(3.17±1.12,P<0.05)。在AML细胞系HL-60中的功能检测发现,敲低内源性HuR后,对HL-60细胞培养12 h(0.17±0.07),24 h(0.38±0.05),36 h(0.51±0.03),48 h(0.69±0.05),60 h(0.92±0.08)和72 h(1.04±0.10)的增殖产生抑制作用(P<0.05)。同时,阻滞在G1期(47.3%±5.4)的HL-60细胞比例显著升高(P<0.05),而S期(37.5%±6.9)细胞比例显著降低(P<0.05)。相反,HuR的表达抑制对HL-60细胞向单核系分化产生促进作用。RNA免疫共沉淀法检测发现,HuR可与Hippo通路的Yes相关蛋白1关键效应基因(YAP1)的mRNA结合。后续的RNA稳定性检测发现,HuR的结合可以增强YAP1 mRNA的稳定性,进而促进YAP1的表达,并进一步影响YAP1下游基因的转录。综上所述,RNA结合蛋白质HuR可通过促进Hippo通路YAP1的表达参与AML发生发展的调节。     

SND1蛋白与HuR蛋白相互结合作用

人源SND1(staphylococcal nuclease domain containing 1)蛋白由N端的SN(staphylococcal nucleases)结构域和C端的TSN(Tudor-SN5)结构域组成,其中SN结构域又包含SN1~SN4四个重复的功能片段.本课题组前期研究结果表明,SND1蛋白可以通过SN结构域与G3BP(Ras-GAP SH3 domain-binding protein)蛋白相互结合,共同参与细胞应激颗粒(stress granules,SGs)的形成.SGs是真核细胞在受到氧化应激、病毒感染等外界刺激时在胞浆内形成的与RNA代谢相关的颗粒状结构.对于SGs的成分鉴定及相互作用的分析一直是学者们研究的热点.本研究中,免疫共沉淀实验结果表明,以抗SND1抗体可以共沉淀出HeLa细胞内另一个重要的应激相关人类抗原R(human antigen R,HuR)蛋白.另外,利用脂质体转染法将pcDNA3-FLAG-HuR重组质粒瞬时转染入HeLa细胞,成功过表达外源性的FLAG-HuR融合蛋白,再以抗FLAG标签抗体又可以反向共沉淀出内源性SND1蛋白,证明SND1与HuR之间存在蛋白质间的相互结合作用.细胞免疫荧光实验结果表明,当给予HeLa细胞0.5 mmol/L亚砷酸钠氧化应激时,SND1与HuR蛋白共同定位于胞浆中的SGs结构中.GST-pulldown实验结果进一步表明截短的SN结构域可以结合HuR蛋白,其中以SN1功能片段的结合能力最强,表明SND1蛋白是通过SN结构域与HuR蛋白形成应激复合物,参与SGs的胞浆组装.并不定位于SGs的TSN结构域亦可结合HuR蛋白,提示SND1-HuR的蛋白相互作用可能并不局限于SGs,具有其它方面的功能意义.     

TGF-β1通过RUNX2调控人肝星状细胞系LX－2中骨桥蛋白表达

目的：探讨人肝星状细胞系LX-2中促纤维化因子TGF-β1对骨桥蛋白（Osteopontin,OPN）的转录调控作用,研究其潜在关系及作用通路。方法：经重组因子TGF-β1刺激后,westernblot检测人肝星状细胞系LX-2中OPN和RUNX2的表达水平。通过生物信息学分析软件预测RUNX2在OPN启动子序列上的结合位点。构建基于pGL3-Basic的人OPN启动子载体和相应截短体,与RUNX2共转染HEK293细胞,结合双荧光素酶报告基因实验分析RUNX2对OPN启动子的转录调控作用。结果：经TGF－61刺激后,LX-2细胞系中OPN与RUNX2的蛋白表达水平均升高,提示二者均为TGF-81下游效应分子。TESS生物信息学分析显示OPN启动子序列-78-73存在RUNX2的结合位点ACCACA。通过双荧光素酶报告基因实验结果显示：RUNX2对OPN启动予具有正向调控作用,且通过截短删除之前预测的结合位点后,该调控作用消失。结论：TGF-β1可促进人肝星状细胞系中OPN的表达,该作用部分通过其下游转录因子RUNX2作用于OPN启动子区域的ACCACA序列而实现。     

miR-9 在卵巢癌细胞上皮间质转化中的初步研究

目的:研究miR-9在卵巢癌细胞上皮间质转化(EMT)中的作用。方法:上调或者下调miR-9后,在RNA水平上通过RT-qPCR检测卵巢癌细胞系SKOV3和A2780中上皮指标E-cadherin表达变化;在蛋白水平,通过western blotting方法检测2株细胞系中上皮指标E-cadherin和间质指标vimentin蛋白表达变化。生物信息学预测可能靶向E-cadherin 3'UTR的miR NA,双荧光素酶报告系统进一步验证miR-9靶向结合E-cadherin的3'UTR区。结果:上调miR-9后,卵巢癌细胞系中E-cadherin表达受到明显抑制,vimentin表达明显增加;反之,下调miR-9后,E-cadherin表达明显增高,vimentin表达明显降低。通过生物信息学预测发现miR-9可以直接靶向E-cadherin的3'UTR区,荧光素酶报告系统验证预测结果正确。结论:miR-9促进卵巢癌细胞上皮间质转化。     

Posttranscriptional suppression of proto-oncogene c-fms expression by vigilin in breast cancer

cis-acting elements found in 3'-untranslated regions (UTRs) are regulatory signals determining mRNA stability and translational efficiency. By binding a novel non-AU-rich 69-nucleotide (nt) c-fms 3' UTR sequence, we previously identified HuR as a promoter of c-fms proto-oncogene mRNA. We now identify the 69-nt c-fms mRNA 3' UTR sequence as a cellular vigilin target through which vigilin inhibits the expression of c-fms mRNA and protein. Altering association of either vigilin or HuR with c-fms mRNA in vivo reciprocally affected mRNA association with the other protein. Mechanistic studies show that vigilin decreased c-fms mRNA stability. Furthermore, vigilin inhibited c-fms translation. Vigilin suppresses while HuR encourages cellular motility and invasion of breast cancer cells. In summary, we identified a competition for binding the 69-nt sequence, through which vigilin and HuR exert opposing effects on c-fms expression, suggesting a role for vigilin in suppression of breast cancer progression.     

RNA binding protein HuR regulates extracellular matrix gene expression and pH homeostasis independent of controlling HIF-1α signaling in nucleus pulposus cells

Nucleus pulposus (NP) cells reside in the hypoxic niche of the intervertebral disc. Studies have demonstrated that RNA-binding protein HuR modulates hypoxic signaling in several cancers, however, its function in the disc is unknown. HuR did not show cytoplasmic translocation in hypoxia and its silencing did not alter levels of Hif-1α or HIF-targets in NP cells. RNA-Sequencing data revealed that important extracellular matrix-related genes including several collagens, MMPs, aggrecan, Tgf-β3 and Sdc4 were regulated by HuR. Further analysis of HuR-silenced NP cells confirmed that HuR maintained expression of these matrix genes. We confirmed decreased levels of secreted collagen I and Sdc4 and increased pro-MMP13 in HuR-knockdown cells. In addition, messenger ribonucleoprotein immunoprecipitation demonstrated HuR binding to Tgf-β3 and Sdc4 mRNAs. Interestingly, while HuR bound to Hif-1α and Vegf mRNAs, it was clear that compensatory mechanisms sustained their expression when HuR was silenced. Noteworthy, despite the presence of multiple HuR-binding sites and reported interaction in other cell types, HuR showed no binding to Pgk1, Eno1, Pdk1 and Pfkfb3 in NP cells. Metabolic studies showed a significant decrease in the extracellular acidification rate (ECAR) and mitochondrial oxygen consumption rate (OCR) and acidic pH in HuR-silenced NP cells, without appreciable change in total OCR. These changes were likely due to decreased Ca12 expression in HuR silenced cells. Taken together, our study demonstrates for the first time that HuR regulates extracellular matrix (ECM) and pH homeostasis of NP cells and has important implications in the maintenance of intervertebral disc health.     

Rare BRCA1 haplotypes including 3’UTR SNPs associated with breast cancer risk

Genetic markers identifying women at an increased risk of developing breast cancer exist, yet the majority of inherited risk remains elusive. While numerous BRCA1 coding sequence mutations are associated with breast cancer risk, BRCA1 mutations account for less then 5% of breast cancer risk. Since 3' untranslated region (3'UTR) polymorphisms disrupting microRNA (miRNA) binding can be functional and can act as genetic markers of cancer risk, we tested the hypothesis that such polymorphisms in the 3'UTR of BRCA1 and haplotypes containing these functional polymorphisms may be associated with breast cancer risk. We sequenced the BRCA1 3'UTR from breast cancer patients to identify miRNA disrupting polymorphisms. We further evaluated haplotypes of this region including the identified 3'UTR variants in a large population of controls and breast cancer patients (n=221) with known breast cancer subtypes and ethnicities. We identified three 3'UTR variants in BRCA1 that are polymorphic in breast cancer populations, and haplotype analysis including these variants revealed that breast cancer patients harbor five rare haplotypes not generally found among controls (9.50% for breast cancer chromosomes, 0.11% for control chromosomes, p=0.0001). Three of these rare haplotypes contain the rs8176318 BRCA1 3'UTR functional variant. These haplotypes are not biomarkers for BRCA1 coding mutations, as they are found rarely in BRCA1 mutant breast cancer patients (1/129 patients= 0.78%). These rare BRCA1 haplotypes and 3'UTR SNPs may represent new genetic markers of breast cancer risk.