miRNA/mRNA相互作用在SCA3/MJD发病机制中的作用研究

SCA3/MJD是多聚谷氨酰胺（polyQ）病中最常见的一种，致病基因MJD1的编码蛋白ataxin-3因polyQ扩展突变而获得细胞毒性是疾病发生的始动因素。polyQ蛋白突变体的表达水平增加可加重疾病的严重程度，但其在体内的表达调节机制一直未阐明。最新研究表明，miRNAs与同源性靶基因mRNA结合后可通过抑制靶基因和蛋白的表达从而阻止疾病的进展。本课题拟先应用生物信息学方法预测与MJD1基因3'端非翻译区（3'UTR）靶向性结合的miRNAs及其结合位点；而后应用分子生物学和细胞生物学方法，从转基因细胞和转基因小鼠水平，鉴定并深入探讨所发现的miRNAs对MJD1 mRNA和ataxin-3蛋白的表达调控、对polyQ扩展突变型ataxin-3蛋白所致细胞毒性和神经元核内包涵体等方面的影响。本研究将为进一步阐明SCA3/MJD等polyQ病的分子发病机制和治疗方向提供新思路。

本研究通过生物信息学方法、miRNA芯片检测及实时荧光定量PCR等技术，首次发现并证实4个miRNAs（miR-29a、miR-125b、miR-25与miR-34b）在SCA3/MJD患者组较正常对照组外周血清中呈显著差异性表达，且推测其可能与致病基因ATXN3直接靶向作用；通过Western blot 技术、双荧光素酶报告基因检测及实时荧光定量PCR等技术首次发现miR-25可与致病基因ATXN3的3’UTR序列259-266位点结合，通过翻译抑制下调致病蛋白ataxin-3的表达；通过MTT法检测、PI/Annexin-V-FITC双染流式细胞仪及免疫荧光等技术进一步证实上调miR-25表达水平可抑制PolyQ扩展突变型ataxin-3蛋白的细胞毒性作用，减少SCA3/MJD细胞模型中异常蛋白聚集体的形成，提示miR-25在SCA3/MJD疾病的分子发病机制中扮演重要角色，为进一步阐明SCA3/MJD等PolyQ病的分子发病机制及治疗方向提供新思路。