miR-513在有机磷致肾细胞毒性中的调控作用研究

Due to the organophosphorus pesticides (OPs) or their close related structures compounds have became environmental toxicants, their toxicological effects of humans and animals are more complex than before. Although recently researchers found microRNAs (miRNAs) play an important role in regulate the effects of environmental toxicants, little is known about the relationship between miRNAs and OPs toxicity. Our previous study found that dichlorvos (DDVP) which represents OPs can more injured the porcine kindey than other organs and significantly increase the miR-513 expression. In present study, we will continue study the relationship between the miR-513 and OPs. First, We will analyze the miR-513 expression variation in human kidney cell (HEK293) after treated with different doses of DDVP. Further, we will find and verify the target genes of the miR-513 . Finally, the effects of the miR-513 in cell morphology, proliferation, cycle, apoptosis and regulation of its target genes will be investgated by up-and down miR-513 expression in the presence and absence of DDVP respectively. This study may reveal the biology function of miR-513 in DDVP induced cytotoxicity and our findings will provide new insights into the molecular mechanism of organophosphate toxicity and provide effective targets for its prevention and control.

有机磷农药（OPs）或其相似化合物作为环境毒物，对人和动物的毒理作用变得更为复杂。近年来发现microRNA对环境毒物的毒效作用有重要调控功能，但目前microRNA与OPs毒效关系知之甚少。我们前期动物实验显示长期低剂量有机磷农药敌敌畏(DDVP)对猪肾脏损伤较其它器官明显，并且能显著上调猪肾细胞中miR-513的表达。本课题在前期动物实验基础上，继续开展miR-513与OPs在人胚肾细胞（HEK293)中的关系，通过检测不同剂量DDVP处理HEK293细胞后的miR-513表达变化规律，寻找和验证其调控的靶基因，分别在有无DDVP作用下，上调和下调miR-513的表达，分析它及靶基因在细胞形态、增殖、周期、凋亡中的作用，揭示miR-513在DDVP致肾毒性中的生物学功能，寻找有机磷化合物新的毒性生物标记物，为OPs类化合物的毒效分子机制提供新的补充，为后续抗病分子治疗提供新的作用靶点。

小分子RNA（microRNA）对环境毒物的毒效作用有重要调控功能，但microRNA与有机磷农药（OPs）毒效关系知之甚少。本项目研究了microRNA miR-513在有机磷敌敌畏（DDVP）致肾细胞毒性中的调控作用。通过检测不同剂量DDVP不同时间处理HEK293细胞后的miR-513表达变化规律，寻找和验证其调控的靶基因，在DDVP作用下，分别上调和下调miR-513的表达，分析它及靶基因在DDVP致细胞毒性中的作用。通过项目的实施，取得以下结果：①DDVP对HEK293细胞增殖抑制主要表现为增加了细胞中的氧化水平并致细胞凋亡，并计算出不同时间其对HEK293细胞半数抑制浓度；②染毒后HEK293细胞中miR-513的表达水平随着DDVP处理时间的延长而升高的规律；③生物信息学预测抗凋亡基因BCL2为miR-513的候选靶基因，利用荧光素酶法实现了BCL2作为miR-513靶基因的结构学验证；④上调miR-513后，HEK293的胞内氧化水平升高，抗凋亡基因BCL2表达下调，相同剂量敌敌畏处理会加剧HEK293的凋亡，下调miR-513后，胞内氧化水平升降低，抗凋亡基因BCL2表达上调，可以减少敌敌畏致细胞凋亡作用。证实了miR-513对其靶基因BCL2的调控作用介导了敌敌畏致HEK293细胞的凋亡现象。研究结果一方面阐明了miR-513 的特色功能，对miRNA功能学研究进行了补充；另一方面进一步揭示DDVP对非神经靶器官毒效的发生机制。项目执行期间，培养研究生2名，已发表科研论文4篇，其中2篇为SCI收录，2篇为中文核心期刊，除目前仍有1篇在投稿外，达到了项目研究目标。