靶向调控血管生成素miRNA的筛选和验证

血管生成素是一个重要的促血管生成因子,在细胞增殖、迁移和凋亡等过程中均发挥重要作用,但其具体的分子机制尚待阐明.miRNA是一类长约22 nt的小RNA,在转录后水平调控基因的表达,广泛参与各种生物学过程.本文探索了可直接调控血管生成素表达的miRNA,希望为阐明血管生成素的作用机制提供线索.首先,我们利用数据库预测得到8个可能靶向结合血管生成素mRNA 3′端非编码区的miRNA;然后,用实验方法验证它们与血管生成素的靶向关系,发现miR-1208、miR-196b、miR-296、miR-409-3p、miR-570和miR-641这6个miRNA可以不同程度地抑制血管生成素的mRNA和蛋白质表达水平,但只有miR-196b、miR-296、miR-409-3p和miR-641可以直接结合血管生成素mRNA的3′端非编码区;进而,在血管内皮细胞中分别过表达这4个miRNA,发现miR-196b、miR-409-3p和miR-641可以抑制血管内皮细胞的细胞增殖,而miR-196b、miR-296和miR-409-3p可以抑制血管内皮细胞的管腔形成.以上结果表明,细胞内有多个miRNA调控血管生成素的表达,它们可能协调调节血管生成,抑或在血管生成的不同阶段发挥作用.我们的工作还为“一种mRNA可被多种microRNA调节,而一种microRNA可调节多种mRNA”假说提供了部分证据.     

miR-196b-5p促进成肌细胞增殖分化

MicroRNA (miRNA)是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子，在动植物中参与转录后基因表达调控。大量研究表明，miRNA调控骨骼肌的发育，主要表现在肌卫星细胞的激活及增殖、分化、肌管的形成等生物学过程。本实验室前期对大白猪背最长肌(longissimus dorsi,LD)和比目鱼肌(soleus muscle,Sol)进行miRNA测序，筛选鉴定到一个在不同骨骼肌中差异表达并且序列高度保守的miR-196b-5p，目前miR-196b-5p在骨骼肌方面的研究尚未见报道。本研究进一步设计合成miR-196b-5p mimics和inhibitor对C2C12细胞进行miR-196b-5p过表达及干扰表达，利用蛋白免疫印迹、实时荧光定量PCR检测、流式细胞术、免疫荧光染色等方法探究miR-196b-5p对成肌细胞增殖分化的影响，并利用生物信息学预测和双荧光素酶报告系统鉴定了miR-196b-5p的靶基因。结果显示，过表达miR-196b-5p显著增加细胞周期基因Cyclin B、Cyclin D和Cyclin E的mRNA和蛋白表达水平(P<0....     

大鼠心肌梗塞后心室重构中miRNA的差异表达

目的：筛选大鼠急性心梗后的心室重构过程中差异表达的微小RNA（microRNA,miRNA）,为miRNA调控心室重构的机制研究提供靶标。方法：20只成年雄性Wistar大鼠,分组如下：心肌梗死组（MI组,n=10）和假手术组（Sham组,n=10）。通过结扎大鼠左冠状动脉前降支构建急性心梗模型建模。4周后对大鼠进行超声心动图检查和梗死边缘区心肌HE染色观察心室重构程度。利用miRNA芯片对心梗边缘区的miRNA进行差异表达检测,采用实时定量PCR验证芯片结果的可靠性。结果：心脏超声显示MI组大鼠左室重构明显,心梗边缘区心肌HE染色可见细胞间质大量胶原纤维沉积。miRNA芯片结果显示15个miRNA在心梗4周后呈差异表达,其中11个miRNA（miR-21、miR-23a、miR-125b、miR-132、miR-146b、miR-181b、miR-199a、miR-320、miR-324、miR-328和miR-499）表达上调,4个miRNA（miR-29、miR-30c、miR-133a和miR-208）表达下调。实时定量PCR验证结果与芯片结果一致。结论：这些差异表达的miRNA可能与心梗后心室重构相关,进一步深入研究特定miRNA的调控机制有望为基因治疗提供新靶点。     

大鼠心肌梗塞后心室重构中miRNA 的差异表达

目的：筛选大鼠急性心梗后的心室重构过程中差异表达的微小RNA(microRNA, miRNA),为miRNA 调控心室重构的机制 研究提供靶标。方法：20 只成年雄性Wistar 大鼠,分组如下：心肌梗死组(MI组,n=10)和假手术组(Sham 组,n=10)。通过结扎大鼠 左冠状动脉前降支构建急性心梗模型建模。4 周后对大鼠进行超声心动图检查和梗死边缘区心肌HE 染色观察心室重构程度。利 用miRNA芯片对心梗边缘区的miRNA进行差异表达检测,采用实时定量PCR验证芯片结果的可靠性。结果：心脏超声显示MI 组大鼠左室重构明显,心梗边缘区心肌HE染色可见细胞间质大量胶原纤维沉积。miRNA 芯片结果显示15 个miRNA在心梗4 周后呈差异表达,其中11 个miRNA(miR-21、miR-23a、miR-125b、miR-132、miR-146b、miR-181b、miR-199a、miR-320、miR-324、 miR-328 和miR-499)表达上调,4 个miRNA(miR-29、miR-30c、miR-133a 和miR-208)表达下调。实时定量PCR 验证结果与芯片结 果一致。结论：这些差异表达的miRNA 可能与心梗后心室重构相关,进一步深入研究特定miRNA 的调控机制有望为基因治疗提 供新靶点。     

斑马鱼miR-196a-1基因敲除品系的构建

microRNA(miRNA)是一类内生的、长度约为19～23个核苷酸的非编码RNA,通过影响mRNA的稳定性和翻译,来参与基因表达的转录后调控。生物信息学分析表明该基因在各个物种中高度保守。为了阐明该基因在肠道发育中的作用,本文利用Cloning free CRISPR/Cas9基因编辑技术构建miR-196a-1基因敲除的斑马鱼品系。首先通过分析软件筛选出斑马鱼miR-196a-1基因的两个敲除位点,两个敲除位点相隔132 bp,利用PCR技术扩增miR-196a-1的向导DNA,再以向导DNA为模板转录得到miR-196a-1的sgRNA,将miR-196a-1基因的sgRNA和Cas9蛋白共同注射到斑马鱼胚胎1细胞期胚胎中。斑马鱼胚胎发育到36 hpf后进行基因编辑的有效性检测,研究结果显示,miR-196a-1基因出现102 bp碱基的缺失,表明CRISPR/Cas9系统对miR-196a-1基因的敲除有效。对其F0代、F1代、F2代进行筛选,成功获得斑马鱼miR-196a-1基因敲除品系,为研究miR-196a-1在肠道发育中的作用奠定了基础。     

miR-30a和miR-30b靶向GW182的生物学功能研究

目的：通过证明miR-30a、miR-30b靶向GW182,探索HeLa细胞中miR-30a、miR-30b及GW182的生物学功能。方法：生物信息学预测分析表明GW182的3＇UTR区存在4个保守的miR-30a、miR-30b靶位点,将含有靶位点的序列片段构建到萤光素酶报告载体中,检测miR-30a、miR-30b与靶位点的结合情况;用阳离子脂质体转染GW182 siRNA和miR-30a、miR-30b mimics,检测GW182下游功能的变化。结果：miR-30a、miR-30b能够靶向GW182;qPCR及Western印迹证明miR-30a、miR-30b可以在mRNA与蛋白水平上降低GW182的表达,同时影响GW182所参与的miRNA/siRNA对靶基因的抑制作用。结论：GW182是miR-30a、miR-30b的靶基因,揭示了miR-30a、miR-30b通过靶向GW182影响miRNA/siRNA作用途径的新功能。     

microRNA在胰腺癌中的研究进展

胰腺癌是预后很差的恶性肿瘤,其分子机制的研究是治愈胰腺癌的希望.microRNA(miRNA)是一类小分子非编码RNA,通过降解或抑制靶基因mRNA的翻译调节靶基因的功能.近年来,研究发现miRNA在胰腺癌中异常表达,有上调,也有下调.虽然很多miRNA异常表达的机制尚不清楚,但启动子CpG甲基化与在胰腺癌中某些miRNA的下调有关.研究发现miRNA表达谱可用于胰腺癌和单个miRNA表达如miR-21、miR-34、miR-10a、miR-155、miR-196a及miR-200和let-7家族成员等可作为肿瘤标志物用于胰腺癌与正常胰腺、慢性胰腺炎、胰腺内分泌肿瘤等的诊断和鉴别诊断,预测胰腺癌的预后等.研究发现miRNA在胰腺癌中上调或下调参与胰腺癌的增殖、凋亡、侵袭、转移以及对化疗药物的耐药.研究发现miR-34、miR-200c等与胰腺癌干细胞的自我更新有关.这些miRNA研究将为胰腺癌的早期诊断、分子靶向治疗打下坚实的基础.     

心肌细胞过表达miR-27b导致小鼠发生心肌纤维化和线粒体损伤

以往的miRNA芯片研究结果显示, miR-27b在人类心脏疾病标本和压力负荷引起的小鼠心肌肥厚模型中表达水平明显升高, 提示其在心脏疾病发生过程中发挥了重要功能。为研究miR-27b在心脏组织中的功能, 文章建立了在心肌细胞特异性 a-肌球蛋白重链(a-MHC)启动子(5.5 kb)控制下过表达miR-27b的转基因小鼠。通过Real-time PCR检测, 发现miR-27b前体和成熟体表达水平在转基因小鼠心脏组织中明显升高。miR-27b转基因小鼠不仅出现心肌肥厚, 还表现出明显的心肌纤维化。进一步研究表明心肌纤维化的关键调节分子金属基质蛋白酶13(MMP13)是miR-27b的靶分子, 在miR-27b转基因小鼠中MMP13显著下调, 胶原分子I和 III则显著上调。此外, 还发现miR-27b转基因小鼠会出现心脏超微结构的损伤。以上研究结果表明, miR-27b可能通过抑制MMP13促进心肌纤维化。     

心肌细胞过表达miR-27b导致小鼠发生心肌纤维化和线粒体损伤

以往的miRNA芯片研究结果显示, miR-27b在人类心脏疾病标本和压力负荷引起的小鼠心肌肥厚模型中表达水平明显升高, 提示其在心脏疾病发生过程中发挥了重要功能。为研究miR-27b在心脏组织中的功能, 文章建立了在心肌细胞特异性 a-肌球蛋白重链(a-MHC)启动子(5.5 kb)控制下过表达miR-27b的转基因小鼠。通过Real-time PCR检测, 发现miR-27b前体和成熟体表达水平在转基因小鼠心脏组织中明显升高。miR-27b转基因小鼠不仅出现心肌肥厚, 还表现出明显的心肌纤维化。进一步研究表明心肌纤维化的关键调节分子金属基质蛋白酶13(MMP13)是miR-27b的靶分子, 在miR-27b转基因小鼠中MMP13显著下调, 胶原分子I和 III则显著上调。此外, 还发现miR-27b转基因小鼠会出现心脏超微结构的损伤。以上研究结果表明, miR-27b可能通过抑制MMP13促进心肌纤维化。     

青年羊驼耳部和背部皮肤组织中miRNA差异表达研究

羊驼是毛用型经济动物,其耳部和背部的毛发品质和生长速度存在差异.MicroRNA(miRNA)是新发现的一类在转录后水平调控基因表达的非编码RNA分子,为比较miRNA在羊驼耳部和背部皮肤的表达差异,从而探讨miRNA在羊驼皮肤和毛囊发育过程中的调控作用,本实验提取羊驼皮肤总RNA,制备了羊驼皮肤miRNA芯片,通过与Affymetrix多物种miRNA芯片跨物种杂交对耳部和背部皮肤的miRNA进行筛选,并通过实时荧光定量PCR进行了验证,同时利用在线生物信息软件预测miRNA靶基因.结果显示,羊驼耳部和背部皮肤中高表达差异2倍以上的miRNA有39个,实时荧光定量PCR检测let-7b和miR-24在2个部位皮肤中的差异表达量与miRNA基因芯片结果一致;预测到let-7b和miR-24的靶基因中包含有与毛囊生长发育和毛发品质相关的基因,提示这些miRNA可能参与羊驼皮肤和毛囊的生长发育、更新以及毛发品质的调控.     

本期重点推介

正蜕皮激素对孤雌蚜翅型分化具有重要调控作用。近年来的研究表明,miRNA在蚜虫的翅型分化中也具有重要作用。为进一步探索蜕皮激素及miRNA在蚜虫翅型分化中的互作机理,南阳师范学院河南省伏牛山昆虫生物学重点实验室马田田和李丹丹等选择在前期研究中发现的5个参与孤雌生殖豌豆蚜Acyrthosiphon pisum翅型分化的关键miRNA(Let-7,miR-92a,miR-92b,miR-92a-1-p5和miR-277),使用蜕皮激素类似物20-羟基蜕皮酮(20E)处理孤雌生殖豌豆蚜2龄若虫,     

miRNA-105在胃癌组织中的表达情况

目的:分析胃癌组织与癌旁正常胃黏膜组织中miRNA的差异表达情况。方法:收集胃癌组织和其相应癌旁正常胃黏膜组织共33对,经抽提、纯化RNA后,反转录合成荧光分子Hy3的cDNA探针,将其与miRCURYTMLNA Array(v.16.0)(Exiqon公司)芯片进行杂交,应用Axon GenePix 4000B芯片扫描仪来扫描miRNA芯片的荧光强度,GenePix Pro 6.0软件(Axon)把图像转化为数字信号,以差异大于2倍的为标准来确定胃癌黏膜组织中差异表达的miRNA。再用实时荧光定量PCR方法验证芯片结果中表达异常增高的miR-105在33例胃癌组织中的表达情况。结果:miRNA表达谱芯片结果显示:胃癌组织共中有51种miRNA表达异常,其中miR-105、miR-548n、miR-214*、miR-4309等31种miRNA表达上调,miR-31、miR-1275、miR-26b*、miR-744等20种miRNA表达下调;实时荧光定量PCR证实与癌旁正常胃黏膜组织相比,胃癌组织中miR-105表达显著上调(P0.01)。结论:miR-105在胃癌组织的表达明显高于正常胃黏膜组织,可能与胃癌的发生、发展相关。我们的研究为胃癌的发病机制和诊断治疗提供了一个新的研究方向。     

MiR-26b是前列腺癌中的抑癌微RNA

microRNAs（又称miRNAs或miRs）是一类长度为19-24个核苷酸的单链非编码RNA分子。miRNA通过与其靶向的mRNA分子序列特异性互补配对,调节mRNA表达水平,抑制转录后的蛋白翻译。miRNA在肿瘤中既可作为致癌因子也可作为抑癌因。本研究前期已报道miR-26b在前列腺癌细胞系中低表达,并且抑制细胞自噬。本研究进一步全面揭示miR-26b对前列腺肿瘤细胞的作用。我们发现过表达miR-26b能够在体外抑制前列腺癌细胞的增殖和侵袭,并抑制裸鼠体内原位异种前列腺肿瘤的生长。为了探究miR-26b对前列腺癌细胞增殖和侵袭的潜在调控机制,我们进行了表达谱芯片鉴定miR-26b调控基因。表达谱芯片分析表明,在前列腺癌细胞系PC-3中过表达miR-26b后,显著上调的基因57个,显著下调的基因55个（变化倍数均大于2,且P值小于0.05）。差异基因的功能多与细胞增殖、凋亡调控、蛋白磷酸化和泛素化修饰调控过程相关,并且富集在多种信号通路中,例如TNF和TGF-β信号通路。在这些筛选出的基因中,CEACAM6表达水平下调2.17倍;序列分析及实验验证表明,CEACAM6的3’UTR区存在miR-26b的互补序列,是miR-26b的直接靶标。本研究证明了miR-26b能够靶向结合抑制CEACAM6的表达,从而抑制前列腺癌细胞在体外和体内的细胞增殖和侵袭活性,miR-26b是前列腺癌中的抑癌microRNA。     

微小RNA与胃癌的关系

微小RNA（microRNA、miRNA）与胃癌的发生发展可通过调控其靶基因参与的信号传导通路,影响胃癌的发生、侵袭和转移等过程,发挥着类似于癌基因或抑癌基因的作用。目前,已发现多种microR—NA与胃癌关系密切,包括通过调节周期蛋白依赖性蛋白激酶（Cdk）表达影响胃癌细胞增殖的miR-106b-93～25家族、miR-222—221家族和抑制高迁移率族蛋白A2（HMGA2）基因表达抑制胃癌细胞转移的miR-129和let-一7miRNA家族等。另有研究表明,miR-d21和miR-31检测阳性率显著高于血清CEA,可能成为新的胃癌肿瘤标志物。miR-15b和miR-16与胃癌多药耐药的关系也说明microRNA可能成为胃癌治疗新的靶点。     

miR-15b在内皮细胞的功能及其与血管相关性疾病的关系

微小RNA(MicroRNA, miRNA)是长度为22个核苷酸的小片段非编码RNA,作为RNA干扰的参与者之一,其通过在转录后水平调节各种基因的表达,进而对细胞的生命活动产生广泛影响。miR-15b是miR-15/16家族一员,是一类在机体各系统、特别是血管内皮系统广泛表达的微小RNA,主要影响细胞的增殖、凋亡、侵袭、成管等行为。文章主要对miR-15b及相关家族成员在各类细胞、特别是血管内皮细胞的生物学行为、作用机制及miR-15b在心血管相关疾病的发生、发展及预后等过程中的作用进行了详细阐述。同时,文章对miR-15b相关家族成员在以胎盘内皮发育异常为病理基础的妊娠期高血压疾病如子痫前期的发病机制中的作用进行了探讨。     

有翅和无翅豌豆蚜中翅型分化信号通路相关微小RNA及其靶基因的表达差异

【目的】前期研究发现麦长管蚜Sitobion avenae孤雌蚜有翅和无翅个体中存在很多差异表达的微小RNA(microRNA, miRNA),本研究旨在进一步明确这些miRNA在豌豆蚜Acyrthosiphon pisum中发挥作用的发育阶段,探索miRNA调控孤雌蚜翅两型性分化的机制。【方法】选择在麦长管蚜有翅蚜和无翅蚜中显著差异表达,且靶基因为蜕皮激素、胰岛素信号通路及翅型发育关键基因的5个miRNA(Let-7,miR-92a, miR-92b, miR-92a-1-p5和miR-277),利用qPCR检测这些miRNA及其靶标基因在豌豆蚜3-4龄若蚜和成虫有翅和无翅个体中的表达谱;同时利用双荧光素酶活性检测法对上述miRNA的靶基因进行验证。【结果】表达谱分析发现,这5个miRNA在豌豆蚜成虫中表达量均高于其在若蚜中的表达量,而其预测的靶基因在4龄若蚜中的表达量均高于其在成虫中的表达量,表明miRNA对其靶基因的调控作用可能集中在成虫阶段。分析豌豆蚜有翅和无翅个体中5个miRNA的表达情况发现,在成虫有翅个体中5个miRNA的表达量均高于无翅个体中的,其中miR-277表达差异最显著,成虫有翅个体中的表达量是无翅个体中表达量的7.5倍;其次为Let-7,表达差异达3倍。而Let-7在3龄有翅若蚜和无翅若蚜中表达差异最显著,有翅个体中的表达量是无翅个体中的37.8倍;其次为miR-277,表达差异达7.6倍。比较5个miRNA与其靶基因在豌豆蚜3-4龄若蚜及成虫有翅和无翅个体中的表达发现,miRNA Let-7和miR-92b的表达趋势分别与其靶基因abrupt和Foxo的基本相反。荧光素酶活性检测结果显示,Let-7的真实靶标为abrupt,共转染Let-7模拟物后与对照相比,荧光素酶活性下降53%,达极显著水平。其他miRNA与靶标基因的互作不显著。【结论】首次发现miRNA对豌豆蚜孤雌蚜翅型分化相关基因的调控可能发生在成虫阶段。Let-7可能通过调控abrupt基因参与孤雌蚜翅型分化。该研究为进一步探索miRNA参与孤雌蚜翅两型性分化的机制奠定了基础。     

猪组织中miR-103实时定量PCR分析时合适内参的确定

定量实时PCR是miRNA表达检测的主要方法之一,而利用合适内参对定量实时PCR数据进行校正处理是确保该方法分析准确性的关键.为了确定猪正常组织中miR-103定量实时PCR检测分析的合适内参,首先采用geNorm算法和扩增效率试验对miR-196、U6 snRNA和总RNA 3个候选内参进行了评价;然后以miR-103的绝对定量结果为对照,比较分析了3个候选内参的校正准确性．结果表明,miR-196的表达稳定性和扩增效率均优于U6 snRNA和总RNA;以miR-196为内参的miR-103相对定量结果同绝对定量结果具有较高的一致性,两者均显示miR-103在猪大脑中高丰度表达,在胃、小脑、小肠、心脏、肝脏和胰脏中适度表达,在肺、脾脏和腿肌中轻度表达.这些结果说明,miR-196可作为猪正常组织中miR-103定量实时PCR相对定量分析的一个合适内参.     

MiR-26b是前列腺癌中的抑癌微RNA（英文）

微RNAs(又称miRNAs或miRs)是一类长度为19~24个核苷酸的单链非编码RNA分子.miRNA通过与其靶向的mRNA分子序列特异性互补配对,调节mRNA表达水平,抑制转录后的蛋白质翻译.miRNA在肿瘤中既可作为致癌因子也可作为抑癌因子.本研究前期已报道miR-26b在前列腺癌细胞系中低表达,并且抑制细胞自噬.本研究进一步全面揭示miR-26b对前列腺肿瘤细胞的作用.我们发现过表达miR-26b能够在体外抑制前列腺癌细胞的增殖和侵袭,并抑制裸鼠体内原位异种前列腺肿瘤的生长.为了探究miR-26b对前列腺癌细胞增殖和侵袭的潜在调控机制,我们进行了表达谱芯片鉴定miR-26b调控基因.表达谱芯片分析表明,在前列腺癌细胞系PC-3中过表达miR-26b后,显著上调的基因57个,显著下调的基因55个(变化倍数均大于2,且P值小于0.05).差异基因的功能多与细胞增殖、凋亡调控、蛋白质磷酸化和泛素化修饰调控过程相关,并且富集在多种信号通路中,例如TNF和TGF-β信号通路.在这些筛选出的基因中,CEACAM6表达水平下调2.17倍;序列分析及实验验证表明,CEACAM6的3′UTR区存在miR-26b的互补序列,是miR-26b的直接靶标.本研究证明了miR-26b能够靶向结合抑制CEACAM6的表达,从而抑制前列腺癌细胞在体外和体内的细胞增殖和侵袭活性,miR-26b是前列腺癌中的抑癌microRNA.     

MicroRNA在昆虫变态及生殖过程中的调控作用

MicroRNA（miRNA）是一类广泛存在于真核生物中的小分子非编码RNA,通过抑制靶基因的翻译过程或降解靶基因的mRNA,在转录后水平上调控基因表达。在昆虫中已报道了大量的miRNA,其中部分miRNA的功能得到了解析。在昆虫变态过程中,let-7, miR-100, miR-125, miR-34, miR-14, miR-8, miR-281和 miR-252-3p能够作用于保幼激素或蜕皮激素信号通路,影响昆虫蜕皮、化蛹或翅、足及神经系统的发育。在昆虫生殖阶段,bantam, miR-184和miR-275影响生殖干细胞的分化或卵子发生。本文在介绍miRNA生物合成和作用机制的基础上,重点对昆虫变态与生殖过程中miRNA的最新研究进展进行综述。     

miRNA-200 家族在卵巢癌中作用的研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类非编码小分子RNA,参与基因转录后水平调控,与肿瘤的形成、侵袭及转移、治疗及预后过程密切相关。研究发现,miRNA-200家族包括miR-141、miR-200a、miR-200b、miR-200c和miR-429在卵巢癌中的表达改变明显,且参与卵巢癌的发生、侵袭转移、卵巢癌细胞对紫杉醇的敏感性及复发过程,可能是用于卵巢癌的早期诊断、治疗、预后预测的指标。本文主要对miRNA-200家族在卵巢癌中的研究进展进行综述。