miR-148a调控Wnt5A拮抗剂基因甲基化修饰在结核感染过程中的机制研究

Previous studies have shown that Wnt5A, miRNA may be molecular targets for tuberculosis infection, however, the mechanism is not clear. Our group found that the lower expression of miR-148a in patients with pulmonary tuberculosis (PTB); bioinformatics and functional experiment demonstrated that DNMT1 was the target gene regulated by miR-148a, and Wnt5A antagonist gene promoter was heavily methylated in PTB. Based on previous research, we proposed " Mycobacterium tuberculosis infection activated miR-148a, inducing lower expression of miR-148a and up-regulation of DNMT expression, overexpression of DNMT induced Wnt5A antagonist gene promoter hypermethylation and silencing, leading to activation of the abnormal Wnt pathway mediated by Wnt5A, caused to excessive inflammatory injury in the tuberculosis infection ". We will explore the mechanism that hypermethylation of Wnt5A antagonist gene promoter and subsequent excessive activation of Wnt5A signaling pathway mediated by miR-148a in the tuberculosis infection from the cellular and overall perspective, using RT-PCR, MSP, siRNA transfection, Western blot, in situ hybridization techniques. This study will provide a new direction to find potential molecular targets for diagnosis and treatment of tuberculosis.

已有研究表明Wnt5A、miRNA可能是结核感染过程中重要的分子调控靶点，但具体调控机制尚不清楚。课题组前期发现miR-148a在肺结核患者中表达下调；进一步的实验证实DNMT1是miR-148a 调控的靶基因；Wnt5A拮抗剂基因启动子呈高度甲基化修饰。基于前期研究，课题组提出"结核分枝杆菌感染下调miR-148a表达，下调的miR-148a导致其靶基因DNMT高表达，后者通过调控Wnt5A拮抗剂基因甲基化修饰使其抑制功能缺失或减弱，介导Wnt5A通路异常激活，致过度炎症损伤，参与调控结核感染的过程"。本研究拟用RT-PCR、MSP、siRNA转染、Western blot、原位杂交等技术，从细胞和整体水平较全面的探讨miR-148a调控Wnt5A拮抗剂基因甲基化修饰，异常激活Wnt信号通路，参与结核感染炎性反应的分子机制。本研究将为进一步找寻潜在的结核诊疗分子靶点提供新的方向。

最近研究表明，表观遗传学调控在结核分枝杆菌感染发生发展过程中起着重要的作用，但具体的作用靶标及调控机制尚未阐明。课题组一直围绕非编码RNA及甲基化调控开展研究，致力于寻找结核病诊疗相关的分子靶点。本项目以非编码RNA（miRNA、lncRNA）及DNA甲基化为研究对象，首先，在结核病患者、健康对照和病例对照人群中筛选差异表达的基因位点（包括miRNA、lncRNA、甲基化异常改变以及遗传易感SNP位点）作为候选分子标志物；其次，扩大样本量对有明显临床意义及差异倍数较大的基因位点进行了多阶段的群体验证，接着，采用机器学习算法联合分子标志物和电子病历构建疑难结核病的预测模型；然后，将最有潜力的位点（例如miR-218、ENST00000497872）作为生物学实验的研究靶点，在BCG感染THP-1细胞模型中，采用慢病毒转染、流式细胞术、Western blot、ELISA等方法开展靶基因的功能机制学研究，探索这些靶基因的相互作用、对宿主表型的影响以及他们在结核分枝杆菌与宿主相互作用中的分子调控机制。本研究首次在中国人群中发现了一些具有潜力的结核病诊疗相关的新兴靶点，有助于进一步阐明表观遗传学在结核感染、耐受及发病中的调控作用和分子机制，同时也为合理设计和研发新的检测试剂盒和结核病诊断产品奠定一定的研究基础。