脆性X智力低下蛋白(FMRP)与miRNAs的相互调节机制及其可能的致病作用

基本信息
批准号:81171073
项目类别:面上项目
资助金额:57.00
负责人:易咏红
学科分类:
依托单位:广州医科大学
批准年份:2011
结题年份:2015
起止时间:2012-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:宋兴旺,陈俐,朱蔚文,邓广斐,肖都,魏峰,周林涛
关键词:
启动子树突棘转录调控FMRPmicroRNA
结项摘要

研究发现Fmr1编码脆性X智力低下蛋白(FMRP)调控某些miRNAs影响神经发育。我们采用芯片技术获得8种在Fmr1 敲除小鼠脑组织差异表达的miRNAs,鉴定出3种抑制Fmr1表达的miRNAs,提示FMRP与miRNAs有相互调节,可能参与脆性X综合征的发病。我们还发现70%miRNA有独立启动子,推测FMRP作用于miRNA基因的启动子区参与调控。本项目拟克隆miRNAs基因启动子区并采用双荧光素酶报告系统分析FMRP对其活性的影响;并采用酵母单杂交、EMSA及ChIP 技术鉴定FMRP应答性转录调控元件及其相互作用的转录因子。构建上述3种miRNAs重组腺病毒载体感染鼠培养神经元和脑组织,观察FMRP表达改变及树突棘发育情况,揭示miRNAs对Fmr1的调控及对树突棘发育的影响。研究结果有望为该病提供新的生物治疗靶点,也将为神经系统发育障碍和退行性疾病的发病机制研究提供新思路。

项目摘要

Fmr1基因突变导致其编码产物脆性X智力低下蛋白(FMRP)缺失引起脆性X综合征(FXS)。既往研究提示FMRP对miRNA的调控异常可能是发病机制之一,并且Fmr1基因3′UTR存在miRNA作用靶点,提示miRNA与FMRP存在相互调节机制。本项目主要研究内容及结果:1)首次详细提供了Fmr1敲除小鼠(KO)海马组织的全基因组miRNA表达谱,经qRT-PCR验证发现部分miRNAs在KO小鼠中显著上调,其相应的pre-miRNA表达也上调,而pri-miRNA表达无明显变化,提示FMRP选择性参与pri-miRNA转变为pre-miRNA的转录后加工过程。2)研究了FMRP对miRNA加工成熟过程关键酶——Drosha和DGCR8表达的影响。在Fmr1 KO鼠及转染FMRP干扰及过表达质粒的Neuro-2a细胞中均证实FMRP在转录后水平促进Drosha的翻译,而对DGCR8的表达无影响;进一步利用FMRP过表达、干扰表达质粒转染Neuro-2a细胞及小鼠在体RIP实验,证实FMRP可通过与Drosha mRNA的结合提高Drosha mRNA的翻译效率,来促进Drosha蛋白质表达,从而揭示了FMRP调控miRNA加工过程的一个新机制。3)通过对miRNA芯片结果明显上调的9种miRNAs的靶基因进行研究,筛选出与神经系统相关的10个靶基因,qRT-PCR证实这些靶基因在KO小鼠中均下调。4) 采用双荧光素酶基因报告系统发现miR-34b、miR-340和miR-148a可通过与其靶基因Met 3′UTR相互作用下调报告基因的表达。5)本项目还发现hFMR1 3′UTR c.*746 T>C点突变(源于FXS患者)后,miR-19b结合FMR1 3′UTR上调报告基因表达的作用被干扰,提示miRNA对Fmr1基因调控的失常也可能是FMR1 3′UTR突变的致病机制。综上,本研究证实了FMRP与miRNA之间存在相互调控的作用,其作用途径很可能参与FXS发病的分子机制。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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