miR-17-92基因簇microRNAs对哺乳动物器官发育及肿瘤发生的调控

microRNAs(miRNAs)是近年发现的一种高度保守的非编码小RNA, 它们通过抑制靶基因mRNA的翻译或将其降解, 在转录后水平调控基因的表达, 参与调控哺乳动物多个器官的发育过程和人类疾病的发生。miR-17-92基因簇是一个高度保守的基因簇, 编码miR-17-5p、miR-17-3p、miR-18a、miR-19a、miR-20a、miR-19b-1和miR-92-1等7个miRNAs。大量证据表明, miR-17-92基因簇miRNAs参与了心、肺、免疫系统的发育、血管生长及前脂肪细胞的分化等过程。此外, miR-17-92基因簇miRNAs在多种肿瘤中高表达, 能作为致癌基因诱发淋巴瘤和血管化肿瘤的发生, 但它也可以作为抑癌基因抑制乳腺癌细胞的增殖。文章对miR-17-92基因簇miRNAs在哺乳动物器官发育及肿瘤发生中的作用进行综述     

鸡miR-17-92基因簇上游调控区功能分析

miR-17-92基因簇(miR-17-92 cluster)在细胞增殖、分化、凋亡、动物发育以及肿瘤发生等过程中发挥重要作用。目前,人和小鼠等哺乳动物miR-17-92基因簇的转录调控已有深入研究,但该基因簇在鸡等鸟类中的转录调控研究还未见报道,主要原因在于鸟类miR-17-92基因簇上游的基因组序列都存在一个gap,且该基因簇启动子的位置和序列也还不清楚。为此,本研究采用染色体步移的方法获得鸡miR-17-92基因簇上游gap区序列,并采用生物信息学分析和报告基因及截短突变技术开展该gap区的功能分析。染色体步移分析发现,鸡miR-17-92基因簇上游gap区全长1704 bp,GC含量达80.11%。生物信息学分析显示,鸡miR-17-92基因簇上游gap区内1段200 bp的序列与人、牛、小鼠等9种动物miR-17-92基因簇上游序列保守性较高,且该区域为人和小鼠等哺乳动物miR-17-92基因簇宿主基因的核心启动子区。将克隆的gap区序列插入pGL3 basic荧光素酶报告基因载体,构建成启动子荧光素酶报告基因载体pGL3-cMIR17HG(-4228/-2506)。荧光素酶报告基因活性分析表明,pGL3-cMIR17HG(-4228/-2506)报告基因的活性是pGL3 basic空载体活性的417倍,证明所克隆的gap区片段是鸡miR-17-92基因簇宿主基因的启动子。为进一步分析该启动子的结构和功能,构建gap区片段的5°端缺失突变(缺失448 bp)和3°端缺失突变(缺失894 bp)的荧光素酶报告基因载体。与pGL3-cMIR17HG(-4228/-2506)相比,5°端和3°端缺失突变分别使启动子报告基因活性降低19.82%和60.14%。这些数据提示,鸡miR-17-92基因簇宿主基因启动子的重要调控区位于-3400/-2506。本研究结果为进一步开展鸡miR-17-92基因簇的转录调控奠定了基础。     

调节小鼠胰腺发育中Ptf1a基因表达的microRNAs的鉴定研究

Ptf1a,又名p48,是Ptf1转录因子的一个亚基,为胰腺命运决定与细胞分化必需的转录因子．最近研究发现,Ptf1a表达的丰度变化与发育中胰腺细胞生长、分化和胰岛?茁细胞数量密切相关．然而,胰腺细胞中Ptf1a的表达调节机制还不清楚．MicroRNAs(miRNAs)是一类约22nt的非编码小RNA,它们通过切割靶mRNA或抑制靶mRNA的翻译调节基因的表达．一些研究提示,miRNAs参与调控胰腺发育的多个过程．因而推测,miRNAs可能在胰腺发育中参与调控Ptf1a的表达变化．为了验证这一假设,结合两个靶基因预测算法的结果,获得4个可能调控Ptf1a表达的miRNAs．随后,利用双荧光素酶报告系统研究发现,预测得到miRNAs中的miR-18a,miR-145 和miR-495能通过结合到小鼠Ptf1a mRNA的3′UTR而有效抑制其表达．还利用qRT-PCR和免疫荧光染色实验研究了miR-18a、miR-145和miR-495与Ptf1a在小鼠胰腺发育过程中的表达模式．结果表明,miR-18a,miR-145和miR-495与Ptf1a mRNA及蛋白质的表达成负相关,进一步说明miR-18a, miR-145和miR-495可能在小鼠胰腺发育中调节Ptf1a的表达．     

miR-335在肿瘤组织中的表达及其预测靶基因的生物信息学分析

目的:分析miR-335在多种肿瘤组织与癌旁组织中的表达,预测其靶基因并进行相关生物信息学分析,为进一步研究miR-335在肿瘤中的调控机制提供理论基础。方法:分析miR-335的保守性及在多个肿瘤组织中的表达;预测miR-335靶基因,并使用DAIVID对miR-335靶基因进行生物信息学分析。结果:miR-335序列高度保守,在肝癌、肺癌、乳腺癌、肝内胆管癌、脂肪肉瘤中表达下调(P<0.05)。预测miR-335靶基因共34个,靶基因集合功能富集于细胞迁移、凋亡、转录调控,以及蛋白质分子连接、细胞骨架组成等生物学过程和分子功能(P<0.05);主要参与了轴突向导和黏着斑信号通路、黑素瘤疾病信号通路及TGF-β信号通路(P<0.05)。结论:miR-335在多种肿瘤中表达异常,且涉及多个生物学过程和信号转导通路,与肿瘤的发生发展密切相关。     

人类miRNA上游转录因子及下游靶基因的基因本体分析

目的研究人类miRNA转录因子及靶基因之间的相关关系。方法利用生物信息学方法预测miR-NA的上游转录因子和下游靶基因,并对预测结果做基因本体分析,得到参与各生物学过程及分子功能的比例,用统计学软件PASW做相关性分析。结果人类382个miRNA参与应激、代谢、发育等10个生物学过程和行使转录调控、翻译调控、催化活性等12个分子功能,miRNA上游转录因子之间、下游靶基因之间以及上下游之间存在着广泛的正负相关关系。结论基因在参与生物学过程及行使分子功能的过程中,通过miRNA实现协同作用或隔离效应。     

鸡mir-17-92基因簇的结构、功能及其调控

mir-17-92基因簇(mir-17-92 cluster)是脊椎动物的一个保守miRNA基因簇,在哺乳动物细胞增殖、分化、凋亡及发育等多种生物学过程中起重要的调控作用.同时,mir- 17-92基因簇又是一个癌基因,在多种肿瘤中表达.尽管对mir-17-92基因簇的研究非常广泛,但其作用机制还不完全清楚.鸡mir- 17-92基因簇的结构组成特点、功能及其作用机制尚未见研究报道.该文根据同一miRNA基因簇的miRNAs在功能上相关的特点,以鸡mir- 17-92基因簇序列为研究对象,采用生物信息学研究方法和手段,开展了鸡mir- 17-92基因簇的基因组结构、miRNAs序列组成、靶生物学过程和信号通路以及miRNAs结合位点分布特点等分析研究.结果发现,鸡mir- 17-92基因簇调控MAPK、Wnt和TGF-β等多个重要细胞信号通路;miRNA结合位点分布分析显示,该miRNA基因簇多个成员共同作用于同一个靶基因,提示该基因簇的miRNAs成员以组合和协同的方式调控靶基因.该研究为深入了解mir-17-92基因簇如何调控癌症和发育中的关键细胞过程奠定了基础.     

miR-29a靶基因预测及其相关生物信息学分析

目的:通过对miR-29a进行靶基因预测及相关生物信息学分析,为miR-29a靶基因的实验验证提供数据支持,以期为深入研究miR-29a的生物学功能和调控机制提供理论指导。方法:利用PubMed检索miR-29a相关文章,通过miRBase在线工具分析miR-29a序列。应用TargetScan及miRNAda两种计算方法预测miR-29a靶基因并取其交集作为分析的基因集合,分别进行基因本体(gene ontology,GO)中的分子功能和生物学过程以及KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)生物通路富集分析。结果:(1)miR-29a序列在多物种间具有高度保守性。(2)两种方法预测miR-29a靶基因交集共191个。(3)miR-29a靶基因GO分子功能集中于转录因子活性、DNA结合和钙离子结合等(P0.05);miR-29a靶基因GO生物学过程集中于调控转录、细胞粘附、细胞增殖与凋亡等(P0.05);KEGG生物通路主要富集于PI3K-AKT信号通路、JAK-STAT信号通路、T细胞受体信号通路和胰岛素信号通路等信号转导通路,以及肺小细胞癌和子宫内膜癌等疾病通路(P0.05)。结论:miR-29a可能通过参与多个靶基因信号通路的调控,在机体的多种生理病理过程中发挥重要作用,是一个颇有研究价值的生物学靶标。     

miR-171基因家族进化分析及靶基因预测

运用生物信息学方法在miRBase中搜索植物miR-171基因家族的序列,分析miR-171序列的进化特征并预测其靶基因。结果表明,在38种植物中共搜索到219条miR-171序列,大部分miR-171基因都存在于基因间隔区。进化分析表明,miR-171基因家族的进化与物种进化关联不大。采用3个miRNA靶基因预测软件对大豆和玉米miR-171基因的靶基因进行预测,发现了miR-171可能参与生长因子、转录因子、蛋白酶等的调控,作用范围非常广泛。     

EpCAM Knockdown Alters MicroRNA Expression in Retinoblastoma- Functional Implication of EpCAM Regulated MiRNA in Tumor Progression

The co-ordinated regulation of oncogenes along with miRNAs play crucial role in carcinogenesis. In retinoblastoma (RB), several miRNAs are known to be differentially expressed. Epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) gene is involved in many epithelial cancers including, retinoblastoma (RB) tumorigenesis. EpCAM silencing effectively reduces the oncogenic miR-17-92 cluster. In order to investigate whether EpCAM has wider effect as an inducer or silencer of miRNAs, we performed a global microRNA expression profile in EpCAM siRNA knockdown Y79 cells. MicroRNA profiling in EpCAM silenced Y79 cells showed seventy-three significantly up regulated and thirty-six down regulated miRNAs. A subset of these miRNAs was also validated in tumors. Functional studies on Y79 and WERI-Rb-1 cells transfected with antagomirs against two miRNAs of miR-181c and miR-130b showed striking changes in tumor cell properties in RB cells. Treatment with anti-miR-181c and miR-130b showed significant decrease in cell viability and cell invasion. Increase in caspase-3 level was noticed in antagomir transfected cell lines indicating the induction of apoptosis. Possible genes altered by EpCAM influenced microRNAs were predicted by bioinformatic tools. Many of these belong to pathways implicated in cancer. The study shows significant influence of EpCAM on global microRNA expression. EpCAM regulated miR-181c and miR-130b may play significant roles in RB progression. EpCAM based targeted therapies may reduce carcinogenesis through several miRNAs and target genes.     

miR-106-363基因簇在脊椎动物中的进化分析

microRNA(miRNA)是一类在真核生物体内广泛表达的非编码小分子RNA,在生物体生长、发育以及疾病发生等过程中都起着极其重要的作用。miR-106-363基因簇是一个高度保守的基因簇,编码miR-106、miR-18、miR-20、miR-19、miR-92和miR-363等6个miRNA。本文通过对miRBase数据库检索以及同源搜索的方法在16种脊椎动物中搜索到了miR-106-363基因簇。该miRNA基因簇在高等脊椎动物中高度保守,稳定存在。系统进化树分析表明,miR-106-363基因簇与miR-17-92基因簇有着共同的祖先,且在进化上miR-17-92基因簇有着更早的起源。