在小鼠胰岛中长非编码RNA Meg3调控胰岛素合成和分泌的机制研究

来源 :南京医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiao_ai1989
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长非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一种核酸长度超过200nt且不具有蛋白质编码功能的RNA分子。近年来越来越多的研究证明,lncRNAs的分布及表达具有组织和细胞的时空特异性,参与了细胞的增殖、凋亡、迁移、分化等众多重要过程,其表达异常和多种人类疾病的发生密切相关。新近研究显示,lncRNAs可影响糖尿病高危基因的表达,提示lncRNAs可能与糖尿病的发生密切相关。母系表达基因3(maternal expression gene3,MEG3)属于母源性的印迹基因,位于人14号染色体,编码产物为lncRNAMEG3。小鼠Meg3基因与人源的具有同源性。已有研究表明lncRNAMEG3在2型糖尿病患者胰岛中表达异常,但其在胰岛细胞功能中的作用机制研究尚未见报道。本课题组运用实时荧光定量 PCR(Real-time Quantitative polymerase chain reaction,qPCR)技术检测lncRNAMeg3在小鼠不同组织和细胞中,以及在非肥胖性糖尿病(non-obese diabetic,NOD)小鼠和db/db小鼠胰岛中的表达水平。通过不同糖浓度处理MIN6细胞和原代小鼠胰岛细胞后,检测lncRNA Meg3的表达。采用特异性小RNA干扰方法在细胞和活体水平特异性下调lncRNA Meg3的表达,并通过噻唑蓝(MTT)、流式细胞术、放射免疫分析法(radioimmunoassay,RIA)、蛋白免疫印迹(western blotting)等技术检测MIN6细胞增殖、凋亡以及胰岛素合成和分泌的情况。通过小鼠腹腔注射葡萄糖耐受实验(intraperitoneal glucose tolerancetest,IPGTT)、酶联免疫吸附剂测定方法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)、免疫组织化学等方法在活体水平检测lncRNA Meg对胰岛素合成及分泌的影响。通过RNA结合蛋白免疫沉淀技术(RNA Binding Protein Immunoprecipitation,RIP)、染色质免疫共沉淀技术(Chromatin Immunoprecipitation,ChIP)等方法探讨lncRNA Meg3对胰岛素合成调控的分子机制。实验结果显示,受糖浓度调控的lncRNA Meg3差异性表达于小鼠胰腺组织中,主要定位于胰岛细胞中。在糖尿病小鼠胰岛中表达显著下调。提示lncRNA Meg3与胰岛功能可能存在重要联系。在胰岛细胞中特异性干扰Meg3后,细胞活力下降、凋亡增加,胰岛素合成、分泌减少,胰岛素合成相关转录因子V-MAF肌肉腱膜纤维肉瘤癌基因家族蛋白A(v-Maf musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene family,protein A,MafA)、胰腺和十二指肠同源盒 1(Pancreatic and duodenal homeobox 1,Pdx-1)表达下调。免疫组化结果显示胰岛素阳性细胞面积减少。通过生物信息学分析、RIP和ChIP结果显示,lncRNA Meg3在小鼠胰岛中通过结合EZH2,下调MafA负性调控转录因子RAD21黏粒蛋白复合体组分(RAD21 cohesin complex component,Rad21)/染色质结构稳定因子 3(structural maintenance of chromosomes 3,Smc3)/SIN3A 转录调控因子(transcriptional regulator,SIN3A,Sin3α),影响了胰岛素的合成。本课题组证实了 lncRNAMeg3对于小鼠胰岛功能维持必不可少,其表达缺失可导致胰岛素的合成及分泌异常。在糖尿病小鼠胰岛中表达下调,也提示了lncRNA Meg3可能参与了糖尿病发生的过程中。本研究旨在通过细胞水平和活体水平两个层面,探讨lncRNA Meg3在小鼠胰岛功能中的作用,进一步丰富和完善胰岛细胞功能的网络调控机制。
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