miR503和/或miR135a靶向Zfp217调控间充质干细胞成脂定向的机制研究

Commitment of pluripotent stem cell into preadipocytes is regulated by a complex and highly coordinated network,and lineage-specific transcription factors might play as the key regulators. By using RNA-Seq and siRNA scanning, we previously obtained a candidate transcription factor zinc finger protein 217 (Zfp217), which might play as a key regulator in adipose commitment, is a direct target gene of miR503 and miR135a. In the proposed study, we hypothesize that Zfp217 is one of the key regulator in adipogenesis, and expression of Zfp217 is regulated by miR-135a and miR-503. To test this hypothesis,we will firstly evaluate effect of overexpression and knockdown of Zfp217 on adipose commitment in mesenchymal stem cell (C3H10T1/2) and preadipocytes (3T3L1),and identify target genes of Zfp217 using microarray. Then by using miR-mimics or anti-miRNAs and luc-reporter system, the effect of miR-135a and miR-503 on adipose commitment and Zfp217 expression will be evaluate. Additionally, miRNA-mimics or anti-miRNAs will be injected to wild type or Zfp217 knockout mouse to assay effect of miRNAs and Zfp217 on development of adipose tissue in vivo and adipose commitment in mouse embryo Fibroblast (MEFs). The present study is of significant importance to improve transcriptional regulatory networks of adipose commitment,further reveal osteoporosis and obesity-related diseases,improve production performance of farm animals.

间充质干细胞向前脂肪细胞定向由高度复杂协调的调控网络控制，早期转录因子具有关键作用。本团队前期鉴定出锌指蛋白Zfp217是一个新的干细胞成脂定向的早期关键转录因子，是miR503和miR135a的靶基因，但调控机制不明。项目提出Zfp217是成脂定向的关键调控因子之一，受miR503和/或miR135a调控，从而影响成脂定向的假设。拟开展4个研究：表达模式及功能获得/缺失研究证实Zfp217在成脂定向中的作用，基因芯片筛选受其调控的下游基因；用转染miRNA类似物或抑制物及荧光素酶等研究miR135a和/或miR503在成脂定向中的作用及对Zfp217的调控；构建Zfp217敲除小鼠及活体注射miRNA类似物或抑制物后研究对脂肪组织发育及MEFs成脂定向的作用机制。本研究将进一步完善miRNA和早期转录因子调控脂肪细胞生成的调控网络，阐明猪脂肪组织形成机制，为降低猪体脂沉积提供选育的靶标。

间充质干细胞向前脂肪细胞定向是由高度复杂协调的调控网络控制，早期转录因子具有关键作用。本团队前期鉴定出锌指蛋白Zfp217是一个新的调控干细胞成脂定向的早期关键转录因子，是miR503和miR135a的靶基因，但调控机制不明确。因此项目组提出假设：Zfp217是成脂定向的关键调控因子，其可能通过调控脂肪生成的关键转录因子，促进了成脂定向和成脂分化；同时Zfp217是miR-135a和miR-503的靶基因，受其中的一个或多个miRNA调控，从而影响成脂定向。项目在实施期间通过一系列试验，研究了Zfp217、miR-135a和miR-503的表达规律、体外研究Zfp217在成脂定向和脂肪分化中的作用、利用基因敲除小鼠模型研究Zfp217在脂肪分化中的作用、在细胞层面上研究Zfp217调控成脂分化的机制以及探讨miR-135a和miR-503对Zfp217的调控。研究结果显示，Zfp217及miR503和miR135a在猪和鼠的不同时期和不同组织器官中都有表达，但其表达水平存在明显的组织差异，并在高脂日粮饲喂的肥胖小鼠各脂肪组织和C3H10T1/2细胞的成脂分化过程发生显著变化；体外试验通过功能获得和缺失证实Zfp217正向调控成脂分化，并建立了Zfp217基因敲除小鼠，发现高脂日粮饲喂下Zfp217敲除的小鼠体重显著降低，及Zfp217敲除的MEF细胞成脂能力受到显著抑制；进一步揭示了Zfp217通过调控细胞周期和凋亡以及转录抑制下游靶基因Zfp521等机制调控成脂分化；miR503和miR135a等通过直接抑制Zfp217的表达参与调控成脂分化。本研究将进一步完善miRNA和早期转录因子调控脂肪细胞生成的调控网络，阐明猪脂肪组织形成机制，为降低猪体脂沉积提供选育的靶标。