miR-592、NF-κB以及lncRNA在神经干细胞分化过程中的调控作用

As the important transcriptional regulation molecular, some miRNAs, NF-κB and lncRNA are involved in the NSC differentiation. However, the interaction networks among them and the regulatory mechanism contributing to NSC differentiation are still not completely understood. In our previous study, we identified a new neural-enriched miRNA - miR-592, which may play an important role in neural stem cells specific differentiation. And miR-592 can affect the NFkB signal pathway through regulating its target gene - Nkiras2. It is predicted by bioinformatics that NF-κB contain a binding site of miR592 gene promotor. It suggested NF-κB could enhance the transcription. Meanwhile, it has been showed that NF-κB can regulate the expression of lncRNA by its regulatory mechanism at transcriptional level. And lncRNA can also control the miRNA expression by functioning as a competing endogenous RNA. In this study, we will use bioinformatics, ChIP, 5'RACE, EMSA approaches to investigate the interaction among miR-592, NF-κB and lnRNA, and to reveal the positive and negative regulatory loop among them, and its mechanism in NSC differentiation.

核转录因子NFκB、某些非编码RNA，如miRNA、长链非编码RNA(lncRNA)都与神经干细胞的分化密切相关，但在神经干细胞分化过程中的作用尚不清楚。我们前期研究发现一条新的与神经干细胞定向分化有关的miR-592，可以通过抑制其靶基因Nkiras2表达，从而激活NF-κB的功能。生物信息学预测NFκB具有miR592基因启动子的结合位点，提示NFκB又可以促进miR592基因表达，形成一种正反馈调节。理论上预测，NFκB可促进某些lncRNA基因转录，而某些lncRNA与miR-592之间可能相互结合，又抑制了NFκB活性，形成了一种负反馈调节。本项目拟通过生物信息学、染色质免疫共沉淀(CHIP)、cDNA的5'RACE、EMSA等技术，研究miR-592，NFκB通路以及lncRNA之间的相互关系，绘制出三者之间的正向和负向调控网络，以阐明该网络对神经干细胞分化的调控机制。

神经干细胞的定向分化是一受到多个信号通路调控的复杂生物过程，然后参与调控该过程的分子生物机制目前仍然被了解的很少。已有大量的非编码RNA，尤其是microRNAs (miRNAs)和long noncoding RNAs (lncRNAs)，已被发现在组织细胞发育和分化的基因调控方面发挥了重要作用。miRNAs是一类小分子的非编码RNA，它们在转录后水平调控基因的表达。作为生物体内重要的基因调控分子，miRNA以严谨的时间和空间表达模式在神经干细胞的分化方面，特别是在不同发育阶段决定干细胞能否向所需功能神经细胞定向分化并形成突触，以及在维持特定神经细胞生理功能方面等发挥了重要作用。另一类了解甚少的LncRNA 也广泛表达于哺乳动物的神经系统，许多很可能在神经系统发育和活动起着至关重要的作用，并且已经有报道称 lncRNA 参与神经退行性过程。.在该项课题研究中，我们阐明了miR-592可以通过下调靶基因Nkiras2的表达来上调NF-κB的活性。与此同时miR-592启动子区含有kB结合位点，其转录也受到NF-κB的调控。由此得知miR-592与NF-κB存在着一条正反馈调控环路。在神经干细胞向神经元定向分化的过程中，随着分化的进行，miR-592和p65磷酸化水平逐渐升高，而Nkiras2的表达则逐渐降低。上调miR-592和p65磷酸化水平，或者下调Nkiras2，都可以促进神经干细胞向神经元定向分化。因此，miR-592与NF-κB间的正反馈调控环路可以促进神经干细胞向神经元定向分化。除此之外，长链非编码RNA- uc009sfx.1作为 miR-592 的内源性“spong”，阻断miR-592与NF-κB 间的正反馈调控环路，维持胚胎干细胞全能性。uc009sfx.1表达量的下调可以促进miR-592与NF-κB 间正反馈调控环路的开启，促进胚胎干细胞向神经干细胞方向分化。