强直性肌营养不良发病机制中MicroRNA作用的研究

强直性肌营养不良是一种累及全身多系统的常染色体显性遗传病，神经系统主要表现为肌强直，肌无力和肌萎缩，分为DM1和DM2两型，分别由CTG和CCTG重复片段异常扩增引起。目前发病机制的研究提示MBNL1的减少和CUGBP1的增加是其中的关键环节，而MicroRNA在DM发病机制中作用的研究尚处于起步阶段。本研究以MBNL1和CUGBP1为靶基因，通过生物信息学方法确定潜在调节靶基因的MicroRNA，应用生物学实验方法对候选MicroRNA进行初步筛选, 从而快速地鉴定靶基因所对应的多条MicroRNA。检测调节靶基因的MicroRNA在确诊为DM患者的肌肉组织中的变化，对MicroRNA在DM的发病机制中是否起作用进行研究，进一步完善DM的发病机制。

背景 强直性肌营养不良1型(DM1)是一种隐袭起病、缓慢进展的常染色体显性遗传病，临床异质性高，以肌强直、肌无力、肌萎缩为主要特点，常伴有心律失常，认知功能障碍，晶状体浑浊，胰岛素抵抗，性腺功能紊乱等多系统损害。DM1的致病基因位于19q13.3，由强直性肌营养不良蛋白激酶(DMPK)基因3’非翻译区(UTR)的(CTG)n重复序列异常扩增引起，突变的DMPK转录本阻滞在细胞核内形成聚集灶，使多种剪切因子在细胞核中的含量发生改变，如CUG结合蛋白(CELF1/2)增多和肌盲蛋白1(MBNL1)减少，导致多种错误选择性剪切的发生，从而引起DM1的多系统损害。近些年来，随着人们对DM1发病机制研究的深入和完善，逐渐发现多种miRNA在DM1中存在异常表达，提示miRNA可能参与了DM1的发病机制。目的 检测DM1中存在异常表达的miRNA，探讨其在DM1发病机制中的作用。方法 基于芯片平台筛选DM1患者肌肉组织中异常表达的miRNA和基因，扩大样本量验证目的miRNA和目的基因的表达，通过靶基因预测软件挑选miRNA和基因作用对，预测miRNA参与DM1发病机制的潜在通路。结果 1. 建立了DM1患者肌肉组织miRNA和基因的差异表达谱：⑴ 筛选出差异表达的已知miRNA 23个，差异基因135个；(2) 差异基因的显著性功能分析发现173个显著性功能，主要包括神经系统发育、RNA剪切、mRNA转运和转录调节；(3) 显著性信号通路分析得到32条显著性信号通路，主要包括Wnt信号通路、黑素生成和糖酵解、糖异生、剪切体、DNA复制、RNA降解、胰岛素信号通路 2. 验证结果显示miR-196a、miR-182、miR-451、miR-200c在DM1中存在低表达；CELF2、MYF5、MOD1在DM1中存在高表达；miR-1、miR-33、miR-133、miR-103、miR-107、miR-206、miR-146、miR-355、CELF1和MBNL1在DM1中未发现存在差异表达。3. TargetScan提示CELF2可作为miR-182和miR-196a的靶基因。结论 多种miRNA在DM1中存在异常表达，其中，miRNA-182和miR-196a可能通过调控剪切因子CELF2参与DM1的发病机制。