RNA结合蛋白介导的miR-150作用机制的新发现及其在造血分化中的功能研究

Hematopoiesis is the process by which hematopoietic stem/progenitor cells (HPCs) give rise to lineage-committed precursors that terminally differentiate into mature circulating blood cells. It is modulated by highly orchestrated interactions of transcription factor, signaling pathway, and non-coding RNA. However, the intrinsic connection and cross-talk among the post-transcriptional modulators have not been well characterized in hematopoiesis. In this study, we screened the potential miRNAs that could directly bind to hnRNP E2, and identified miR-150 as a positive hit. Based on this, we will analyze the function of miR-150 in combination with hnRNP E2 during erythropoiesis in cell lines, primary cultured HPCs and mice. In addition, we will further study the involvement of miR-150 in leukemogenesis. It will provide new insights into miRNA study and the gene regulatory network in hematopoiesis.

造血分化发育是一个涉及多层次、多因子的复杂调控过程，然而对于其转录后层次的调控还较少有针对性研究，特别是对包括miRNA等非编码RNA、RNA结合蛋白，以及mRNA在内的众多转录后调控因子之间的相互作用更知之甚少。本课题以造血分化中起重要作用的RNA结合蛋白hnRNP E2为切入点，筛选和鉴定出了与其结合并发挥调节功能的miR-150，并在此基础上，分别在细胞系模型、原代培养的造血干细胞、及小鼠模型中研究miR-150如何协同hnRNP E2参与造血分化的调控。并结合hnRNP E2在白血病发生中的作用，进一步研究miR-150参与造血异常疾病的功能和分子机制。这不仅是对miRNA作用机制的全新解析，更为当前miRNA 的研究提供了新的思路，也为丰富和完善造血分化转录后调控网络提供依据。

以ncRNA、RBP为主要参与者的转录后水平调控，是调节造血分化发育的重要方面，但目前国内外还较少有研究。本课题初始阶段，以两条线索出发：i. RNA结合蛋白hnRNP E2与成熟miR-150的特异性结合作用；ii. RNA结合蛋白QKI5与miR-124前体（pri-124-1）的特异性结合作用。在实施过程中，由于陆续报道了miR-150在髓系分化中的功能机制，我们将研究的重心转向QKI5与miR-124的相互作用及其在造血红系发育中的功能和新机制研究。发现QKI5可以与pri-124-1结合，并能够激活Microprocessor复合物在pri-124-1上的募集，进而促进其加工成熟；由于QKI5结合位点位于miR-124 stem-loop上游约300nt处，该远距离作用被证实是通过pri-124-1特征性的二级结构所介导，破坏该结构可以阻止QKI5的作用；进一步地，QKI5和miR-124都是红系分化发育的重要调节因子，并且QKI5参与红系发育的功能部分是通过miR-124介导的。最后，我们系统性考察了QKI5对miRNA表达的整体性影响，发现了若干个与miR-124类似，同样在转录后水平受QKI5调控的miRNA。本课题揭示了RNA结合蛋白QKI5调节miRNA加工成熟的新机制，并提出RBP远距离作用的新模式，为ncRNA和RBP研究提供新的思路和线索，也为了解体内转录后调控网络的全貌提供依据。