论文部分内容阅读
近来,人们对miRNAs的研究越来越多,已有多种miRNAs陆续被证实通过调控基因表达进而参与调控胚胎早期发育、细胞增殖、细胞分化、细胞周期、细胞凋亡以及肿瘤生成等重要生命过程。miRNA对铁代谢和红细胞分化发育的调控也是目前的一个研究热点。本课题分析了miRNAs对潜在调控红系分化发育的重要调控因子ALAS2的调控关系,并初步探讨了miRNA对红细胞分化发育的作用机制,旨在从miRNA的角度来研究铁代谢和红细胞分化之间的关系。结合文献检索、高通量测序数据的挖掘以及实验验证,我们发现了一个可能参与红细胞分化发育的关键基因-ALAS2。研究中我们首先利用已有的miRNAs的数据库(TargetScan、Microsom、 MicroRNA.org和MiRnada)筛选了潜在靶向调控ALAS2的miRNAs。并根据miRNA和其靶基因ALAS2之间的基因表达量呈现负相关的关系,结合本实验室已有的红细胞分化发育四个不同时期的mRNA-Seq和miRNA-Seq转录组测序数据筛选出候选miRNAs。利用双荧光素酶报告基因检测系统、RT-PCR及定向单点突变实验等进一步验证miRNAs与靶基因ALAS2基因之间的调控关系,之后我们又对被鉴定靶基因是ALAS2的miRNA进行了初步的功能分析。结果如下：(1)hsa-miR-218可以结合在ALAS2的mRNA的3’UTR上,并下调红细胞中ALAS2的表达；(2)红细胞中过表达hsa-miR-218下调ALAS2之后,参与铁代谢和红细胞分化的一些重要因子的表达量得以下降。在红系K562细胞中,过表达hsa-miR-218导致了铁蛋白的表达量显著升高,转铁蛋白受体和铁调控蛋白2的表达量明显下降。红系特异表达的γ-珠蛋白基因的表达量显著下降,而β和ε的表达量无明显变化。这些结果提示我们,过表达hsa-miR-218可能会对细胞中的铁代谢和红细胞分化有一定的影响。通过本研究的分析,我们基本明确了hsa-miR-218对红系特异表达基因ALAS2的调控关系,并初步探讨了红细胞中hsa-miR-218对铁代谢与珠蛋白相关基因的影响。ALAS2是一个参与铁代谢及红细胞分化的关键蛋白,对ALAS2及其调控的研究进展有利于进一步完善铁代谢及红细胞分化调控机制,同时也为铁代谢异常相关疾病如血色素沉着病、贫血、癌症、糖尿病、神经退行性病变等的预防和治疗提供一些线索。另外,通过本项目miRNAs的研究,可望为治疗铁代谢及红细胞功能异常疾病提供新的药物靶点。