【摘要】：精細(xì)而準(zhǔn)確的基因調(diào)控對(duì)于人類(lèi)胚胎的正常發(fā)育至關(guān)重要,而腫瘤的發(fā)生在一定意義上是胚胎基因表達(dá)的結(jié)果。在過(guò)去十多年研究發(fā)現(xiàn),微小RNA作為-類(lèi)長(zhǎng)度大約在19-25nt的小分子非編碼RNA,在基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控中發(fā)揮著重要作用,參與了眾多的生理或病理過(guò)程,包括胚胎的發(fā)育、腫瘤發(fā)生和血細(xì)胞生成等。近年來(lái),在斑馬魚(yú)、小鼠等模式動(dòng)物胚胎發(fā)育過(guò)程中微小RNA的表達(dá)模式已經(jīng)有詳盡的研究。本實(shí)驗(yàn)室在完成人類(lèi)早期胚胎發(fā)育過(guò)程中全基因組表達(dá)譜研究基礎(chǔ)上,對(duì)微小RNA在這一過(guò)程中的表達(dá)模式展開(kāi)了研究,鑒定了與人類(lèi)胚胎發(fā)育和腫瘤發(fā)生相關(guān)的微小RNA,并研究了其中之一hsa-miR-638在白血病細(xì)胞增殖與分化中的功能。我們的研究將為揭示微小RNA的功能提供科學(xué)證據(jù)。 類(lèi)似于基因表達(dá)譜分析,我們調(diào)查了人類(lèi)所有已知(miRBase10.1版本)微小RNA在人類(lèi)胚胎發(fā)育過(guò)程中的表達(dá)模式。通過(guò)分析胚胎發(fā)育早期4-6周的微小RNA芯片,鑒定了50個(gè)人胚胎發(fā)育相關(guān)的微小RNA,并且比較了與小鼠對(duì)應(yīng)時(shí)期胚胎發(fā)育中的微小RNA表達(dá)譜的共性和獨(dú)特性。這項(xiàng)研究結(jié)果為我們?nèi)嬲J(rèn)知微小RNA在胚胎發(fā)育中的調(diào)控作用奠定了重要基礎(chǔ)。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道人類(lèi)胚胎發(fā)育與腫瘤發(fā)生之間存在很多的相似性,推測(cè)參與胚胎發(fā)育的微小RNA也可能與腫瘤的發(fā)生相關(guān)。因此,我們選取了其中3個(gè)靈長(zhǎng)類(lèi)特異或非保守的微小RNA,即hsa-miR-638, hsa-miR-720和hsa-miR-1280,通過(guò)原位雜交的方法定性分析了三者在人類(lèi)各種實(shí)體瘤和相應(yīng)正常組織中的表達(dá)水平。結(jié)果表明,這些微小RNA分別在人胃癌、皮膚癌和宮頸癌等多種腫瘤中異常表達(dá),提示它們可能與多種實(shí)體瘤的發(fā)生密切相關(guān)。這些結(jié)果也進(jìn)一步為闡述人類(lèi)早期胚胎發(fā)育與腫瘤發(fā)生之間的相關(guān)性提供了新的證據(jù)。 眾所周知,血細(xì)胞生成也是發(fā)育中的重要組成部分,調(diào)控異常往往導(dǎo)致白血病的發(fā)生,而微小RNA廣泛參與了正常和異常的造血生成過(guò)程。其中,我們觀察到miR-638在正常髓系細(xì)胞中表達(dá)顯著上升,而在原代急性髓系白血病細(xì)胞中明顯下調(diào)。提示,miR-638可能與髓系細(xì)胞的分化相關(guān),異常調(diào)控可能參與白血病的發(fā)生。為此,我們對(duì)miR-638在白血病細(xì)胞增殖與分化中的功能展開(kāi)深入地的研究。研究發(fā)現(xiàn),原代和傳代髓系白血病細(xì)胞在經(jīng)過(guò)化療藥物(弗波酯、全反式維甲酸)誘導(dǎo)分化時(shí),miR-638表達(dá)顯著上升,再次提示了miR-638可能參與髓系細(xì)胞的終末分化。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)顯示,在白血病細(xì)胞系中過(guò)表達(dá)miR-638能顯著促進(jìn)化療藥物誘導(dǎo)的髓系分化；而抑制miR-638表達(dá)則阻止細(xì)胞分化。同樣地,在髓系白血病細(xì)胞系HL-60中過(guò)表達(dá)miR-638還導(dǎo)致細(xì)胞周期被阻滯在G1期、細(xì)胞增殖和克隆形成能力也受到抑制。這些結(jié)果表明,miR-638促進(jìn)髓系細(xì)胞的終末分化,其表達(dá)下調(diào)參與了白血病的的發(fā)生 微小RNA通過(guò)調(diào)節(jié)靶基因調(diào)控眾多生理或病理過(guò)程。我們預(yù)測(cè)并通過(guò)雙熒光素酶試驗(yàn)和定點(diǎn)突變的方法證實(shí)周期蛋白依賴的激酶2(CDK2)為miR-638的靶基因之一。在白血病細(xì)胞中,CDK2蛋白的表達(dá)水平與miR-638呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性。通過(guò)反義RNA技術(shù)下調(diào)CDK2的表達(dá),能模擬過(guò)表達(dá)miR-638促進(jìn)髓系終末分化的表型；在HL-60中,過(guò)表達(dá)CDK2則能抵消因過(guò)表達(dá)miR-638而導(dǎo)致的細(xì)胞克隆形成能力下降。這些結(jié)果表明,異常下調(diào)的miR-638可能導(dǎo)致CDK2表達(dá)升高從而影響白血病的發(fā)生 綜上所述,我們從調(diào)查人類(lèi)早期胚胎發(fā)育過(guò)程中的微小RNA表達(dá)譜出發(fā),發(fā)現(xiàn)部分微小RNA與多種細(xì)胞惡變或腫瘤發(fā)生密切相關(guān),包括急性髓系白血病。其中,miR-638可能通過(guò)靶向CDK2來(lái)控制髓系終末分化,其異常表達(dá)參與了髓系白血病的發(fā)生。本研究初步揭示了人類(lèi)胚胎發(fā)育調(diào)控的分子機(jī)制,豐富人們對(duì)微小RNA功能的了解,同時(shí)為急性髓系白血病的診斷、治療和預(yù)后提供了潛在的生物標(biāo)志物和靶標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：R3416
【圖文】：

miRNA的轉(zhuǎn)錄及加工(BushatiandCohen2007)

發(fā)育的生物學(xué)過(guò)程”的假說(shuō)。隨后，人們證實(shí)腫瘤的發(fā)生與胚胎發(fā)育過(guò)程在生物學(xué)行為和分子機(jī)制方面高度相似（如圖2.1)。現(xiàn)今，對(duì)miRNA在腫瘤發(fā)生過(guò)程中的功能研究甚廣，而且?guī)缀跛械娜祟?lèi)腫瘤都與miRNA的調(diào)控異常存在關(guān)聯(lián)。但是把miRNA作為紐帶將腫瘤發(fā)生與胚胎發(fā)育聯(lián)系起來(lái)的研究甚少。本章節(jié)分9

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本文編號(hào)：2715046