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microRNA是近十多年来发现的一类长约19-25nt的内源小分子非编码RNA,预测是由约70nt左右的茎环结构的前体加工而来。它们大部分在进化上很保守。目前已经鉴定出人类的microRNA有700多个,而我们确切知道其功能的还很少。microRNA的作用机制一般有两种:在植物中,microRNA与蛋白编码的mRNA的一段序列几乎完全匹配,导致mRNA被剪切并降解;在动物中,目前发现的miRNA大多匹配在靶标基因的3UTR,并且是通过不完全的配对影响mRNA的稳定性并抑制其翻译。
人类中的microRNA与癌症有着密切的关系。研究发现正常组织与癌变组织中microRNA的表达量存在明显差异,使得人们开始关注microRNA在癌症中的功能。microRNA—21在神经胚细胞瘤,神经胶质瘤,直肠癌,肺癌,乳腺癌及胰腺癌等多种癌症中都过高表达,并在多种癌症细胞中下调抑癌基因PDCD4的表达,它还与细胞的增殖,浸入与转移能力相关。近期有研究显示,microRNA—21在早期鳞状上皮宫颈癌中的表达相对正常宫颈组织细胞上调,并且miR—21是宫颈癌HeLa细胞中表达量最高的microRNA之一,但microRNA—21在HeLa细胞中的功能还未有研究涉及到。
为了探索microRNA—21在HeLa细胞中的功能与作用机制,我们在细胞中转染anti—miR—21抑制内源的microRNA—21,然后用MTT以及结晶紫染色法检测细胞的增殖和生长状况。结果显示,抑制内源miR—21会对HeLa细胞的增殖产生明显的抑制作用,在抑制细胞增殖的同时还可能促进细胞凋亡。我们还用荧光素酶双报告载体系统,在HeLa细胞内检测了miR—21对Pdcd4-3UTR预测靶标位点的作用。结果证明在HeLa细胞中miR—21能够直接作用于Pdcd4-3’UTR并抑制荧光素酶的表达,并且仅预测位点的18bp序列片段也具有抑制的功能。这样抑制的效应会随着我们对3UTR靶标区域的突变而回复,说明抑制效应确实是由靶标位点序列引起。
最后,我们用western blot检测了anti—miR—21转染细胞后PDCD4蛋白的表达量。western的结果显示抑制内源miR—21之后会上调PDCD4蛋白的表达。PDCD4蛋白是细胞中重要的抑癌基因,有研究显示这个基因可以抑制蛋白质的合成。因此,抑制内源miR—21使得PDCD4表达上调,也从某种程度上支持了miR—21在HeLa细胞中作为致癌基因的可能性。
综上所述,本论文初步研究了miR—21在HeLa细胞中的功能以及作用机制。这将miR—21作为人类中致癌基因的普遍性向一种新的癌症细胞推进了一步,并可为以后在宫颈癌细胞中miR—21的分子机制的研究提供有价值的参考。