MicroRNAs對細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著人類生活水平和生存環(huán)境的改變,代謝與內(nèi)分泌疾病的發(fā)病率逐年上升。糖尿病是其中最常見的一種慢性疾病,其主要特征是血糖代謝的紊亂,分為Ⅰ型及Ⅱ型糖尿病,臨床上95%以上患者為Ⅱ型糖尿?。═2DM)。近年來的研究發(fā)現(xiàn)Ⅱ型糖尿病發(fā)病的主要原因是胰島素抵抗,其貫穿于Ⅱ型糖尿病的整個過程。雖然多項研究結(jié)果提示胰島素抵抗與激素因子、炎癥反應(yīng)及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等共同作用有關(guān),但關(guān)于胰島素抵抗的具體機(jī)制尚不明確。MicroRNAs(miRNAs)是一大類進(jìn)

2、化保守的小分子非編碼RNAs,典型的miRNAs由20-25個單核苷酸組成,miRNAs可通過序列特異性的方式與特定靶基因的3’端非編碼區(qū)(3’UTR)相互作用來調(diào)節(jié)靶基因的蛋白表達(dá),從而發(fā)揮其生物學(xué)功能。許多miRNA與Ⅱ型糖尿病的發(fā)展有著密切的關(guān)系。Zampetaki等監(jiān)測到,健康人且后來發(fā)生糖尿病的那些患者其血漿中有多種miRNAs的水平逐漸發(fā)生變化,如microRNA-126(miR-126)在糖尿病人血漿中的含量明顯減少。因此

3、,我們認(rèn)為miR-126與Ⅱ型糖尿病的發(fā)生、發(fā)展可能有密切關(guān)系。鑒于目前miR-126與Ⅱ型糖尿病發(fā)病機(jī)制尚不明確,本課題在INS-1細(xì)胞(大鼠胰島β細(xì)胞株)應(yīng)用miRNA的過/低表達(dá)及功能研究等方法,探討了miR-126對胰島素信號通路的調(diào)控作用及機(jī)制。
  目的:
  本課題旨在研究miR-126對INS-1細(xì)胞胰島素信號通路的調(diào)控作用及機(jī)制,為Ⅱ型糖尿病的發(fā)生、發(fā)展提供新的理論基礎(chǔ)及潛在的治療靶點。
  方法:<

4、br>  生物信息學(xué)方法預(yù)測miR-126的潛在靶基因。以培養(yǎng)的INS-1細(xì)胞為模型,將人工合成的miR-126模擬物進(jìn)行轉(zhuǎn)染,并用實時熒光定量PCR方法及熒光顯微鏡檢測轉(zhuǎn)染效率。轉(zhuǎn)染48小時后的INS-1細(xì)胞用人工合成胰島素(100nM)刺激12小時,提取細(xì)胞總蛋白進(jìn)行BCA蛋白定量。利用WesternBlot方法檢測miR-126對預(yù)測靶基因蛋白表達(dá)的影響;利用MTT法檢測miR-126對INS-1細(xì)胞增殖的影響。
  結(jié)果:

5、
  通過生物信息學(xué)檢索PicTar、BibiServ等軟件發(fā)現(xiàn):在胰島素受體底物-1(IRS-1)及PIK3R2mRNA的3’非翻譯區(qū)(3’UTR)存在miR-126的潛在結(jié)合位點,二者與miR-126結(jié)合自由能分別為?19.3和?19.4kcal/mol,提示miR-126可能調(diào)控IRS-1及PIK3R2mRNA的表達(dá)。為了干預(yù)內(nèi)源性miRNA的表達(dá),我們將人工合成miR-126模擬物轉(zhuǎn)染INS-1細(xì)胞48小時,定量PCR結(jié)果

6、顯示:人工合成的miRNA模擬物在體外可有效調(diào)節(jié)內(nèi)源性miRNA的表達(dá)。為進(jìn)一步證明IRS-1和PIK3R2是miR-126的靶點,我們將INS-1細(xì)胞分別轉(zhuǎn)染miR-126mimics、miR-126mutation、miRNAcontrolmimics或Si-IRS148小時后用100nM胰島素刺激12小時,Westernblot結(jié)果顯示:轉(zhuǎn)染miR-126mimics以及Si-IRS1組IRS-1、PIK3R2及Akt蛋白表達(dá)明顯

7、下調(diào)。另外,我們用100nM胰島素不同時間段(0分鐘、1分鐘、5分鐘、10分鐘、30分鐘、60分鐘)刺激INS-1細(xì)胞,用Westernblot方法檢測Akt蛋白磷酸化水平,結(jié)果顯示:胰島素可時間依賴性促進(jìn)INS-1細(xì)胞Akt磷酸化效應(yīng),而Akt蛋白表達(dá)無明顯變化。另外,為進(jìn)一步探討miR-126與INS-1細(xì)胞功能的關(guān)系,我們將INS-1細(xì)胞分別轉(zhuǎn)染miR-126mimics、miRNAcontrolmimics(CTm)或Si-IR

8、S148小時后用100nM胰島素刺激12小時,利用MTT法檢測INS-1細(xì)胞的增殖情況,結(jié)果顯示:與對照組相比,過表達(dá)miR-126組INS-1細(xì)胞的增殖明顯受到抑制,其抑制率達(dá)30.05%。
  結(jié)論:
  IRS-1和PIK3R2mRNA是miR-126的靶點,miR-126通過作用于IRS-1及PIK3R2基因3’端非編碼區(qū)上特異性靶序列抑制INS-1細(xì)胞IRS-1、PIK3R2及下游Akt蛋白的表達(dá);胰島素可時間依賴

9、性促進(jìn)INS-1細(xì)胞Akt磷酸化效應(yīng);miR-126可能以IRS-1及PIK3R2為靶點抑制IRS-1/PI3K/Akt信號通路,從而抑制INS-1細(xì)胞的增殖。
  2;炎癥反應(yīng)貫穿于動脈粥樣硬化的各個階段。其初期特征是白細(xì)胞的聚集和內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)的激活。MicroRNAs(miRNAs)是一大類進(jìn)化保守的小分子非編碼RNAs,典型的miRNA由20-25個單核苷酸組成,miRNAs可通過序列特異性的方式與特定靶基因的3’端非

10、編碼區(qū)(3’UTR)相互作用來調(diào)節(jié)基因表達(dá),然而miRNAs與內(nèi)皮功能的關(guān)聯(lián)尚不清楚。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)miR-155和miR-221/222在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)以及血管平滑肌細(xì)胞(VSMCs)高度表達(dá)。Ets-1是與炎癥及血管腔形成聯(lián)系密切的一種重要轉(zhuǎn)錄因子,通過生物信息學(xué)檢索發(fā)現(xiàn):ETS-1mRNA的3’非翻譯區(qū)存在miR-155和miR-221/222的潛在結(jié)合位點;Westernblot實驗也證明:在HUVECs

11、中miR-155和miR-221以ETS-1為靶點發(fā)揮對靶基因的調(diào)控作用;另外,血管緊張素Ⅱ1型受體(AT1R)也是miR-155的靶點。定量PCR結(jié)果顯示:HUVECs中血管緊張素Ⅱ(AngII)刺激Ets-1及其下游基因(包括VCAM1,MCP1andFLT1)表達(dá)上調(diào),這種作用可部分被miR-155及miR-221/222的過表達(dá)逆轉(zhuǎn);miR-155以AT1R為靶點,可減少AngII引起的HUVECs細(xì)胞遷移??傊?,我們的研究發(fā)現(xiàn)

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