内源性竞争性RNA lincRNA-AK128346通过miR-181/CARM1通路维持人胚胎干细胞多能性的机制研究

Human embryonic stem cells(hESC) are valuable resources for clinical therapies,biology and pharmacology research because of their pluripotency and unlimited self-renewal ability.The pluripotency and self-renewal properties are regulated by the transcriptional and epigenetic network including chomosome modifiers, core transcription factors and microRNAs. However, relatively little is known about the interactions between these epigenetic regulation pathways. Our previous works find that a lincRNA regulates Oct4 and Nanog expression by functioning as a competing endogenous RNA (ceRNA) to suppress microRNAs.We now hypothesize that some ceRNAs may also exsit to regulate histone modifiers, such as coactivator-associated-protein arginine methyltransferase 1 (CARM1), which is previously invesitiagted in hESC pluripotency regulation.Basing on previous high-through sequencing data, we chose a lincRNA AK128346 highly expressed in hESC as the target gene. This program aims to reveal that AK128346 regulates CARM1 expression through ceRNA meachinism and then contributes to histone modifcation and pluripotency regulation in hESC. We hope our findings will show a new epigenetic modification mechanism and provide some new targets for maintaining the pluripotency of hESC.

人胚胎干细胞（ESC）的多能性维持机制研究对认识人类发育及疾病发生具有重要意义。目前观点认为多能性维持是染色质修饰、核心转录因子及转录后调控共同作用的结果，但是这些因素之间的相互调控模式有待阐明。本项目组发现一种lincRNA AK128346与人ESC多能性状态高度相关，预实验还初步证实其可以直接靶向多能性负向调控分子miR-181，从而有可能间接促进组蛋白精氨酸甲基转移酶（CARM1）和核心转录因子Oct4，Nanog的维持表达。因此，我们设想AK128346可能通过内源性竞争性RNA(ceRNA)机制调控miR-181/CARM1通路，并促进人ESC的多能性维持。本研究拟综合运用生物信息学预测、qRT-PCR、ChIP、RIP及荧光素酶报告基因系统等研究技术，分析AK128346参与多能性调控网络中的ceRNA相关机制，为人ESC多能性维持研究提供新的研究模式和研究靶点。

人胚胎干细胞（hESC）的多能性维持机制受染色质修饰、核心转录因子及转录后调控等多因素共同作用，但是这些因素之间的相互调控模式有待阐明。本项目组前期实验发现了一种lincRNA可以通过内源性竞争性RNA(ceRNA)机制调控核心转录因子Oct4、Nanog等表达，但是类似机制能否参与组蛋白修饰的调控尚未报道。本课题通过前期筛选的人ESC高表达lincRNA AK128346通过ceRNA机制调控多能性相关分子：miR-181及组蛋白精氨酸甲基转移酶1（CARM1）的表达，从而促进人胚胎干细胞的多能性维持，为人ESC多能性维持研究提供新的研究模式和研究靶点。同时我们对另一条高表达lincRNA GAS5进行研究，lncRNA-GAS5能够促自我更新的能力与其在胞质中的大量聚集有关，而与GR的抑制无关。GAS5能够通过竞争部分miRNA促进多能性因子的表达，从而促进表型的变化。GAS5发挥内源性竞争性RNA的作用解除miRNA对多能性相关的TGFβ受体家族的配体NODAL的抑制作用，由此维持NODAL的表达，促进ES的增殖和自我更新。本研究为人ESC多能性及自我更新调控机制提供了新的研究靶点，也为胚胎干细胞的命运调控和临床前评估提供了新的有价值的参考。