miR-290基因簇在小鼠着床前胚胎发育过程中的功能研究

miRNA 是一类长约22个核苷酸的非编码单链RNA分子，研究表明在低等脊椎动物miRNA对早期胚胎的发育、分化及胚胎基因组激活起作用。我们研究发现miR-290基因簇在小鼠卵母细胞及2细胞胚胎中表达丰度极低，4-8细胞胚胎表达丰度升高，囊胚期达最高。miR-290基因簇通过调控胚胎干细胞基因组DNA甲基化和G1-S期转换对维持ES细胞的自我更新和多能性起重要作用。本课题拟在前期研究工作基础上，利用显微注射技术对不同发育阶段胚胎注射miR-290基因簇表达载体或抑制剂，应用免疫荧光和qRT-PCR方法检测已知靶标和预测靶标基因表达水平变化，结合经典胚胎学研究技术，研究miR-290基因簇对着床前胚胎发育过程中DNA甲基化及细胞周期变化的影响，以阐明着床前胚胎发育及分化过程中miR-290基因簇的重要调控作用；为深入了解胚胎早期发育过程中基因调控机理及胚胎基因组激活的分子机制奠定基础。

目前miRNA是生命科学领域的研究热点，然而其在着床前胚胎发育过程中的功能鲜见报道。我们在对小鼠着床前胚胎miRNA表达谱进行的研究中发现，miR-290基因簇在卵母细胞及2细胞胚胎中表达丰度极低，此后逐渐升高，至囊胚期达峰值。最近在对胚胎干细胞研究中证实miR-290基因簇参与调控基因组DNA甲基化和G1-S期转换，因此我们推测miR-290基因簇可能在调控着床前胚胎发育过程中发挥重要作用。在本项目中，我们在生物信息学分析的基础上，使用报告基因技术证实了ELAVL2和MBD2是miR-290基因簇的新靶标，其中ELAVL2参与调控胚胎细胞周期，而MBD2则与胚胎甲基化密切相关。同时发现给8-细胞期着床前胚胎注射体外转录的ELAVL2 和 MBD2以及P21、LATS2及 RBL2等miR-290基因簇的靶基因mRNA能够显著影响胚胎细胞周期和甲基化水平，最终引发囊胚发育迟缓甚至停止发育，注射miR-290 inhibitor也得到相同的结果。然而，给1-细胞期胚胎注射miR-290 mimics并不能影响胚胎细胞周期和胚胎发育。这些结果表明，miR-290基因簇能通过调控多种靶基因表达影响着床前胚胎的细胞周期、甲基化水平以及囊胚发育进程，但是其对1-细胞期胚胎没有明显的生物学效应。