本文關(guān)鍵詞：RHAU在心臟中參與Nkx2-5的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控

  更多相關(guān)文章： Nkx2-5 RHAU RNA解旋酶 轉(zhuǎn)錄后調(diào)控 心臟缺陷

【摘要】：先天性心臟病在世界各地位居首位的嬰兒致死性疾病。許多先天性心臟缺陷都是由自發(fā)性基因突變導(dǎo)致的。大量的心臟核心轉(zhuǎn)錄因子的突變?cè)谧铋L(zhǎng)見(jiàn)的先天性心臟缺損的患者中被發(fā)現(xiàn)。心臟是個(gè)體發(fā)育中第一個(gè)被形成的器官,心臟的發(fā)育被一系列心臟核心轉(zhuǎn)錄因子緊密的控制。Nkx2-5是心臟核心轉(zhuǎn)錄因子之一,在第一和第二場(chǎng)祖細(xì)胞形成時(shí)開(kāi)始表達(dá),是心臟祖細(xì)胞最早的標(biāo)志之一。Nkx2-5從心臟祖細(xì)胞到成年心肌中都有表達(dá),在胚胎和新生小鼠心臟中高表達(dá),但在成熟心臟里表達(dá)水平比較低。之前大量的研究證明Nkx2-5在轉(zhuǎn)錄水平上受到許多轉(zhuǎn)錄因子和Nkx2-5基因自身上游順式調(diào)控元件的調(diào)控。這些調(diào)控可以控制Nkx2-5在不同時(shí)間和組織表達(dá)。但Nkx2-5的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控尤其是在蛋白翻譯和RNA穩(wěn)定性水平上的調(diào)控還沒(méi)有報(bào)道。通過(guò)分析胚胎期,出生后和成年心臟中Nkx2-5的uRNA和蛋白質(zhì)水平,我們發(fā)現(xiàn)在不同時(shí)期Nkx2-5的轉(zhuǎn)錄強(qiáng)度與蛋白表達(dá)水平并不是一致的,雖然轉(zhuǎn)錄水平相似但翻譯的蛋白卻相差很大,這表明轉(zhuǎn)錄后調(diào)控在Nkx2-5的表達(dá)中發(fā)揮重要作用。通過(guò)一系列分子水平的表達(dá)分析,我們發(fā)現(xiàn)Nkx2-5的5'UTR特別是5'UTR的中間70nt發(fā)揮著強(qiáng)烈的翻譯抵制功能。另外,我們發(fā)現(xiàn)RNA解旋酶RHAU與Nkx2-5的mRNA有直接的相互作用,RHAU可以促進(jìn)Nkx2-5 mRNA的翻譯與降解。在心肌中刪除RHAU導(dǎo)致Nkx2-5的mRNA在細(xì)胞質(zhì)中大量積累,但是由于不能有效翻譯Nkx2-5的蛋白水平在RHAU刪除后卻是下降的。在刪除RHAU的心肌細(xì)胞中重新導(dǎo)入RHAU恢復(fù)Nkx2-5的mRNA水平。Nkx2-5對(duì)心臟的發(fā)育是必不可少的,而且對(duì)于成年心肌細(xì)胞的存活Nkx2-5也起著重要作用。RHAU對(duì)Nkx2-5的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控預(yù)計(jì)在心臟發(fā)育和成熟心臟功能中有很大影響。我們通過(guò)特異性基因敲除技術(shù)制作了在早期心臟中特異刪除Rhau的小鼠,我們發(fā)現(xiàn)在胚胎期刪除RHAU會(huì)引起心臟發(fā)育缺陷并導(dǎo)致胚胎致死。在RHAU刪除的心臟中我們發(fā)現(xiàn)一些Nkx2-5的下游基因MHC, MLC2V和connexin45的表達(dá)受到影響。為了研究RHAU在出生后的心臟中的作用,我們特異的出生后的心臟中刪除RHAU,我們發(fā)現(xiàn)出生后的心臟RHAU缺失導(dǎo)致漸進(jìn)心力衰竭。綜上所述,我們的研究揭示了轉(zhuǎn)錄后調(diào)控對(duì)Nkx2-5表達(dá)的重要性。RHAU作為Nkx2-5的一個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)者在心臟發(fā)育和功能中發(fā)揮重要作用。了解心臟重要基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控,可以幫助我們更好地理解心臟的正常形態(tài)發(fā)生和先天性心臟疾病。
【關(guān)鍵詞】：Nkx2-5 RHAU RNA解旋酶 轉(zhuǎn)錄后調(diào)控 心臟缺陷
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R725.4;Q78
【目錄】：

• Abstract5-7
• 中文摘要7-9
• Abbreviation9-11
• Chapter Ⅰ:Review11-49
• 1. Congenital heart disease12-15
• 1.1 Atrial septal defect12-13
• 1.2 Ventricular septal defect13
• 1.3 Patent ductus arteriosus13-15
• 1.4 Aortic Stenosis15
• 1.5 Pulmonary Stenosis15
• 2. Signaling regulation in heart development15-23
• 2.1 Heart development program16-19
• 2.2 Core transcription factors in heart development19-23
• 2.2.1 Nkx2-519-22
• 2.2.2 GATA422-23
• 2.2.3 TBX523
• 3. Regulation of gene expression23-35
• 3.1 Transcriptional control23-25
• 3.2 Post-transcriptional regulation25-35
• 3.2.1 Pre-mRNA splicing26
• 3.2.2 mRNA nuclear export26-29
• 3.2.3 Translational control29-32
• 3.2.4 mRNA stability and degradation32-34
• 3.2.5 RNA helicase34-35
• Summary and prospective35-36
• References36-49
• Chapter Ⅱ RHAU regulates Nkx2-5 mRNA stability and translationefficiency49-76
• 1. Introduction50-51
• 2. Materials and methods51-56
• 3. Results56-70
• 3.1 Expression of Nkx2-5 in heart is controlled at the transcriptional and post-transcriptional level at different stages56-57
• 3.2 5'UTR of Nkx2-5 mRNA inhibits its translation57-63
• 3.3 RHAU physically interacts with Nkx2-5 mRNA63-64
• 3.4 Loss of RHAU in cardiomyocyte inhibits Nkx2.5 mRNA translation and degradation64-70
• 4. Discussion70-71
• 5. References71-76
• Chapter Ⅲ Deletion of RHAU in the heart causes embryonic lethality and postnatal heart failure76-99
• 1. Introduction77-78
• 2. Materials and methods78-81
• 3. Results81-93
• 3.1 RHAU regulates Nkx2-5 mRNA translation and degradation in heart81-84
• 3.2 Loss of RHAU in embryonic heart results in severe hypoplasia and lethality84-88
• 3.3 Deletion of RHAU in postnatal cardiomyocytes results in dilated cardiomyopathy88-93
• 4. Discussion93-95
• 5. References95-99
• 致謝99-100
• Publications100-102

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本文編號(hào)：519875