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華雅思創(chuàng)快報:過去關(guān)于造血發(fā)生的研究主要集中在信號和轉(zhuǎn)錄因子,然而近期的研究熱點主要是包括microRNAs的表觀遺傳調(diào)控。
研究人員發(fā)現(xiàn)在斑馬魚和小鼠中,miR-142-3p在造血干細(xì)胞(HSCs)中特異性表達(dá)。敲除斑馬魚的miR-142a-3p基因?qū)е轮鲃用}-性腺-中腎(AGM)區(qū)的HSCs數(shù)量降低,同時胸腺中的T細(xì)胞數(shù)量也降低。從機(jī)制上來講,miR-142a-3p通過抑制干擾素調(diào)節(jié)因子7(irf7)介導(dǎo)的炎癥信號通路來調(diào)節(jié)HSCs的形成和分化。
此外,研究者還證實miR-142-3p在小鼠的AGM區(qū)HSCs的形成中也發(fā)揮了重要的作用,這也暗示了它在脊椎動物中扮演著一個高度保守的角色。該研究還揭示了miR-142a-3p通過抑制irf7信號通路在HSCs的形成和發(fā)生過程中起關(guān)鍵作用。本研究中Agilent Zebrafish Oligo Microarrays服務(wù)由上海伯豪提供。
本研究是由*動物研究所生物膜與膜生物工程國家重點實驗室與北京307醫(yī)院青藤轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心腫瘤學(xué)實驗室共同合作完成,文章的通訊作者是中科院動物所的劉峰研究院。研究人員首先以斑馬魚為研究對象,進(jìn)行一系列功能學(xué)實驗,發(fā)現(xiàn)miR-142a-3p在造血細(xì)胞中特異性表達(dá),推測它可能在造血中起了重要的作用。為進(jìn)一步的證實以上推論,研究者通過敲除miR-142a-3p基因,進(jìn)行了一系列l(wèi)oss of function的實驗,實驗數(shù)據(jù)表明miR-142a-3p是HSC形成和T細(xì)胞分化過程中*的因子。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),敲除miR-142a-3p基因影響了造血內(nèi)皮細(xì)胞,進(jìn)而延緩了zui早的HSCs細(xì)胞在胚胎中出現(xiàn)的時間。
為進(jìn)一步的深入研究miR-142a-3p對HSC的形成和分化的生物學(xué)影響,研究者比較了對照組和miR-142a-3p基因敲除組的胚胎,分別提取受精后2天(2dpf)和受精后4天(4dpf)的對照組、突變組AGM區(qū)的RNAs,表達(dá)譜芯片檢測后,發(fā)現(xiàn)有70個基因在2dpf和4dpf的胚胎中上調(diào)(Figure 4B),采用Pictar和TargetScan預(yù)測miR-142a-3p的靶基因,獲得4個候選基因,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)其中irf7可能是miR-142a-3p在HSCs中作用的zui主要的靶基因。后期,研究者通過qPCR、Western blotting等一系列實驗證實irf7是miR-142a-3p的直接靶基因,并非間接的。
那么irf7下游又調(diào)控什么呢?為了使整個故事更加完整,研究者試圖探究更多,zui終發(fā)現(xiàn)irf7與Gcsfr-Nitric Oxide (NO)炎癥信號通路可能相關(guān)。華雅思創(chuàng)快報認(rèn)為miR-142a-3p在小鼠造血中也發(fā)揮了重要的作用。
原文圖解:
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.