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华雅思创快报:miR-142-3p调控脊椎动物造血干细胞的形成和分化

发布时间:2013-11-25

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华雅思创快报过去关于造血发生的研究主要集中在信号和转录因子,然而近期的研究热点主要是包括microRNAs的表观遗传调控。

 

研究人员发现在斑马鱼和小鼠中,miR-142-3p在造血干细胞(HSCs)中特异性表达。敲除斑马鱼的miR-142a-3p基因导致主动脉-性腺-中肾(AGM)区的HSCs数量降低,同时胸腺中的T细胞数量也降低。从机制上来讲,miR-142a-3p通过抑制干扰素调节因子7(irf7)介导的炎症信号通路来调节HSCs的形成和分化。

 

此外,研究者还证实miR-142-3p在小鼠的AGM区HSCs的形成中也发挥了重要的作用,这也暗示了它在脊椎动物中扮演着一个高度保守的角色。该研究还揭示了miR-142a-3p通过抑制irf7信号通路在HSCs的形成和发生过程中起关键作用。本研究中Agilent Zebrafish Oligo Microarrays服务由上海伯豪提供。



本研究是由*动物研究所生物膜与膜生物工程国家重点实验室与北京307医院青藤转化医学中心肿瘤学实验室共同合作完成,文章的通讯作者是中科院动物所的刘峰研究院。研究人员首先以斑马鱼为研究对象,进行一系列功能学实验,发现miR-142a-3p在造血细胞中特异性表达,推测它可能在造血中起了重要的作用。为进一步的证实以上推论,研究者通过敲除miR-142a-3p基因,进行了一系列loss of function的实验,实验数据表明miR-142a-3p是HSC形成和T细胞分化过程中不可或缺的因子。进一步研究发现,敲除miR-142a-3p基因影响了造血内皮细胞,进而延缓了zui早的HSCs细胞在胚胎中出现的时间。



为进一步的深入研究miR-142a-3p对HSC的形成和分化的生物学影响,研究者比较了对照组和miR-142a-3p基因敲除组的胚胎,分别提取受精后2天(2dpf)和受精后4天(4dpf)的对照组、突变组AGM区的RNAs,表达谱芯片检测后,发现有70个基因在2dpf和4dpf的胚胎中上调(Figure 4B),采用Pictar和TargetScan预测miR-142a-3p的靶基因,获得4个候选基因,进一步研究发现其中irf7可能是miR-142a-3p在HSCs中作用的zui主要的靶基因。后期,研究者通过qPCR、Western blotting等一系列实验证实irf7是miR-142a-3p的直接靶基因,并非间接的。

 

那么irf7下游又调控什么呢?为了使整个故事更加完整,研究者试图探究更多,zui终发现irf7与Gcsfr-Nitric Oxide (NO)炎症信号通路可能相关。华雅思创快报认为miR-142a-3p在小鼠造血中也发挥了重要的作用。

原文图解:

Figure 4 irf7 is a direct target of miR-142a-3p. (A) Heat map analysis of gene expression in controls and miR-142a-3p morphants at 2 dpf and 4 dpf. (B) Fold changes of upregulated or downregulated genes at 2 dpf and 4 dpf in miR-142a-3p morphants compared to controls. (C) An imperfect match of irf7 3′ UTR with miR-142a-3p as determined by a calculation using RNAHybrid. (D)Scheme of the PGL3 constructs containing irf7 WT and mutated 3′UTR. (E) Luciferase reporter activity of the reporter containing WT or mutated irf7 3′UTR when co-transfected with the miR-142a-3p duplex into HEK293T cells (mean ± SD, t-test, *P < 0.05, n= 3). (F) Western blotting images showing that irf7 protein level was decreased in duplex-injected embryos at 4 dpf, compared to controls (left panel). Quantitative analysis of the western blotting results is shown in right panel.

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