micrornas-27b(mir-27b)的生物學

1、MicrNAs27b(mir27b)的生物學1.1.概述概述MicrNAs(miRNAs)是高度保守的、非編碼小RNAs，其長度為2123個核苷酸。miRNAs的主要功能是在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達——通過抑制mRNA轉(zhuǎn)錄蛋白或促進mRNA的降解[79]。大多數(shù)已知的miRNAs位于內(nèi)含子內(nèi)，其表達與宿主基因的mRNA的轉(zhuǎn)錄平行。雖然內(nèi)含子的miRNA和它們的宿主基因可以獨立地調(diào)節(jié)，內(nèi)含子miRNA仍然可以通過靶向宿主基因的非翻譯區(qū)（UT

2、R）下調(diào)其翻譯的編碼蛋白質(zhì)的基因[5]。少數(shù)miRNAs則起源于RNA外含子或者非編碼的RNA區(qū)域[45]。近來有報道指出內(nèi)含子miRNAs可能不受宿主基因的調(diào)控而獨立調(diào)控轉(zhuǎn)錄單元[6]。2.2.Mir27bMir27b的生物學功能的生物學功能2.12.1Mir27bMir27b的生物合成的生物合成miRNAs經(jīng)過RNA聚合酶Ⅱ[7]及RNA聚合酶Ⅲ[8]復合物催化，成熟的miRNAs來自primiRNAs轉(zhuǎn)錄后緊接著的兩步切割。這兩步

3、都由RNAseⅢ催化雙鏈RNA結(jié)合因子完成。首先DroshaDGCR8(Pasha)與核的多蛋白相關聯(lián)的微處理復合體，介導切割轉(zhuǎn)錄后的原始miRNA成為，大約70個核苷酸片段長度的前導miRNA（premiRNA）[912]。DGCR8在底物識別中發(fā)揮重要作用[13]。第一步處理過程已經(jīng)定義了一個最終miRNAmiRNA的序列的結(jié)束，而且極有可能在轉(zhuǎn)錄時已出現(xiàn)[14]。一些內(nèi)含子miRNAsDrosophilaC.elegans在拼接上

4、呈現(xiàn)先驅(qū)miRNA特征，同時并不需要Drosha介導的切割[15]。在第二步處理過程，先驅(qū)miRNA被Exptin5核孔復合體從細胞核中轉(zhuǎn)移至細胞漿中[1619]。在細胞槳中，Dicer引導第二步過程，將miRNAmiRNA雙鏈體從先驅(qū)miRNA中釋放[2021]。Dicer酶的作用在果蠅屬由雙鏈RNA結(jié)合因子(Loqs)R3D1L促進，而在哺乳動物則由TRBP和PACT促進[2225]。Dicer和TRBP很可能促進Ago2裝載包含R

5、ISC裝載復合體在內(nèi)的所有的三個因素[26]。miRNAmiRNA雙鏈體有一個二核苷酸懸突在3，端和一個自由磷酸基在5，端，這是核糖核酸酶Ⅲ裂解產(chǎn)物的特點。2.12.1Mir27bMir27b的序列的序列Mir27b的成熟體是發(fā)揮生物學功能的重要片段，miRBase與2013年公布了15種動物的mir27b的成熟體序列，并標記出在整個序列中的位置。2.22.2Mir27bMir27b與血管新生與血管新生血管新生出現(xiàn)在生長、組織修復或疾病

6、發(fā)生時，其過程為內(nèi)皮細胞出芽（內(nèi)皮細胞從原有的管壁逃離）、遷移和增殖[39]。特異的內(nèi)皮細胞稱為根尖細胞，位于生長管壁的頂端，引導內(nèi)皮細胞出芽[40]。遷移根尖細胞受生長因子VEGF和bFGF的作用下調(diào)控新的血管萌芽。內(nèi)皮細胞對細胞外微環(huán)境和來自內(nèi)皮細胞相關的miRNAs的刺激非常敏感，因此它們可微調(diào)血管新生過程。大量的證據(jù)表明miRNA是血管新生的重要調(diào)節(jié)者[37]。Mir27b是mir27家族的成員之一，其在內(nèi)皮細胞內(nèi)高表達。研究發(fā)

7、現(xiàn)它在可體外調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞出芽和增殖，同時在體內(nèi)生物過程中促進血管的新生[38].Mir27b直接靶向作用于Semaphin6A——一個血管新生抑制劑，其拮抗Semaphin6A對內(nèi)皮細胞的抑制功能來調(diào)節(jié)血管新生過程。Urbich等采用轉(zhuǎn)染、Luciferasecloning等一系列相關技術研究表明，miR27ab促進血管新生，并通過靶向作用于內(nèi)生的血管新生抑制劑——SEMA6A，調(diào)控內(nèi)皮細胞發(fā)芽[27]。他們在建立的三維球體模型中發(fā)現(xiàn)，

8、過表達的mir27ab明顯地促進內(nèi)皮細胞的發(fā)芽，適度增加血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）誘導下的遷移，同時mir27b能增加每個球體的出芽量。他們接著利用發(fā)夾結(jié)構(gòu)抑制劑抑制mir27ab表達，結(jié)果明顯抑制了血管源性出芽，但并不影響內(nèi)皮細胞的生存。體內(nèi)外實驗結(jié)果一致，抑制mir27ab，會降低血管在基底膜的分布和損害斑馬魚胚胎脈管的形成。他們在8周大的小鼠體內(nèi)體內(nèi)植入基質(zhì)膠質(zhì)，然后抑制mirmiR27b在決定尖端細胞出芽方面發(fā)揮重要作用，并與

9、靜脈分化有關。他們還通過建立MODll4和MOSpry2模型，證明miR27b靶向作用Dll4Spry2。而Dll4Spry2被證實與血管引導、分支的管狀結(jié)構(gòu)形成和進一步的發(fā)芽相關[1415]。miR27b通過使Dll4Spry2表達沉默而在轉(zhuǎn)錄后水平起作用，促進血管的出芽和靜脈分化。阻斷Dll4和Spry2破壞動脈分化，增加靜脈標記物的表達。Spry2的沉默進一步使FLt4升高——靜脈分化的另一個決定因素。更為重要的是敲除Spry2或

10、DLL4的活性恢復了因miR27b沉默導致的在斑馬魚和老鼠血管外植體中的顯型。因此，他們認為mir27b在血管模式中起關鍵作用和血管生成平衡中居核心位置——其通過促血管新生因子被上調(diào)，而抗血管生成蛋白將其下調(diào)。3Mir27bMir27b與疾病與疾病3.1Mir27b3.1Mir27b與腫瘤與腫瘤YeJWuX等的研究表明在大部分直腸癌組織里mir27b表達降低，而過表達mir27b抑制直腸癌細胞增殖，菌落形成和腫瘤在體內(nèi)外的生長[41]。

11、他們采用Microarrayanalysis及qPCR的分析方法發(fā)現(xiàn)mir27b相比于在其他腫瘤中表達升高，在直腸癌腫瘤中表達下降。他們通過SW620細胞培養(yǎng)及皮下注射直腸癌細胞發(fā)現(xiàn)，過表達mir27b抑制細胞增殖、形成和抑制腫瘤生長。他們證實了VEGFC與mir27b的關系。并確定了mir27b的功能——作為腫瘤生長的抑制劑和靶向作用于VEGFC促進血管新生。他們建立了VEGFC敲除、shRNA抑制劑拮抗mir27b的SW620細胞模

12、型。這個模型結(jié)果證明VEGFC在促進癌細胞增殖和腫瘤發(fā)生方面發(fā)揮重要作用，同時證實VEGFC是mir27b的功能下游靶點。3.2Mir27b3.2Mir27b與脂肪形成與脂肪形成QunLin等的研究表明，過表達mir27明顯抑制脂肪細胞的形成，并通過阻斷成脂調(diào)控的兩個關鍵因素——PPARγ和CEBPα的表達發(fā)揮作用[42]。同時其在脂肪細胞形成之前或之時發(fā)揮效應。QunLin等首先采用檢測miRNA表達芯片技術，通過在3T3L1成脂模型

13、中檢測miRNA的表達，發(fā)現(xiàn)mir27基因家族在脂肪生成過程中下降明顯。然后在刺激脂肪細胞前，將微小RNA前體分子短暫轉(zhuǎn)染3T3L1皮下脂肪前體細胞中的mir27a或mir27b，利用實時定量PCR技術檢測發(fā)現(xiàn)，60fold的成熟mir27a或mir27b表達的增加。說明成熟mir27a或mir27b在3T3L1皮下脂肪前體細胞中強效抑制脂肪生成。而在3T3L1成脂模型中，利用westernblot的技術檢測蛋白水平，qRTPCR技術分

14、析mRNA表達水平。結(jié)果數(shù)據(jù)表明mir27通過阻斷成脂關鍵基因C?EBPα和PPARγ的轉(zhuǎn)錄抑制成脂分化。4.4.展望展望MiR27b在調(diào)節(jié)血管新生過程中發(fā)揮關鍵作用。其使促進或抑制內(nèi)皮細胞的增殖、遷移、分化的因素達到一個良好的平衡。我們預期未來的研究將進一步發(fā)現(xiàn)證實miR27b在調(diào)節(jié)與血管新生有關的其他類型細胞的功能方面發(fā)揮的作用，例如周皮細胞。腫瘤相關的內(nèi)皮細胞揭露DII4和Spry2的表達上升與miR27b的抑制有關。因此，使用微

15、小RNA拮抗劑使miR27b沉默，來控制腫瘤血管生成和生長，Mir27b的拮抗腫瘤的功能和它的新的靶向VEGFC在體內(nèi)可以導致腫瘤壞死和提供了一個mir27b作為治療劑的理由。操縱mir2327水平在新生血管年齡相關性黃斑變性和其他血管性疾病中可能有重要的治療意義?；蛟谛募」Ｈ椭酗L等的缺血性損傷中增加miR27b活性，促進血管生成，可能作為有潛能的治療方法被探索。最近的研究者證明miRNAs可能也涉及淋巴系統(tǒng)發(fā)展塑形，亦可能激起未來研