血管生成素靶向调控miR-141的分子机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31300625
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0502.分子生物物理
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Angiogenin (ANG) plays key roles in tumor progression and neurodegenerative diseases, but the underlying mechanisms remain unclear. Recent studies have shown that, as a member of RNase super family, the ribonucleolytic activity of ANG is crucial for its biological functions, e.g., by processing rRNA and tRNA. As a new family of RNA, microRNAs (miRNAs) are regulators of many biological events, including tumorigenesis, development, etc, by post-transcriptional inhibition on protein translation or decay of mRNA. Our recent studies have found that ANG down-regulates expressions of a number of miRNAs in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). Among them, miR-141, the most down-regulated one, can inhibit angiogenesis; furthermore, our data shows that ANG regulates angiogenesis through down-regulating miR-141. We have found that ANG does not affect the expression level of the primary miR-141 gene transcript, pri-miR-141, indicating that ANG regulates miR-141 expression through post-transcriptional pathways. Interestingly, the ANG mutant with mutation of key amino acid in ribonuclease domain (K40I) can not down-regulate miR-141 expression. In addition our in vitro study has shown that treatment of total RNA with ANG can decrease the amount of miR-141 copies. These data drive us to hypothesize that ANG down-regulates miR-141 expression through miR-141 degradation by ribonucleolytic activity. Thus, in this study, we will 1) confirm the role of ribonucleolytic activity of ANG in regulation of miR-141 expression in HUVECs; 2) identify the processing sites of miR-141 during its degradation by ANG. Our study will elucidate the molecular mechanisms of ANG in regulating miR-141 biogenesis. If we could determine that miRNA is a substrate of ANG, it would be an innovative finding.
血管生成素(angiogenin, ANG)在肿瘤和神经退行性疾病中发挥重要作用,但其分子机制尚未完全阐明。已知ANG的核糖核酸酶活性在其发挥功能时是必需的,并已鉴定了rRNA和tRNA两类底物。申请人的前期研究发现,ANG可下调一批miRNAs的表达,且对miR-141的下调作用与核糖核酸酶活性密切相关。为此,本项目拟利用ANG的酶活性缺失突变体和专一性抑制剂等,首先在细胞水平明确核糖核酸酶活性在ANG下调miR-141表达中的作用和发挥作用的方式;然后,利用酶学和分子生物学等技术,确定ANG直接作用的底物及其剪切位点。通过本项目研究,不仅将阐明ANG下调miR-141表达的分子机制,而且可能发现ANG下调miRNA表达的普遍机制。总体上,证明miRNA是ANG的底物将是一项创新性的发现。

结项摘要

成熟miRNA降解是miRNA生物学过程的一个重要步骤,目前尚未报道核糖核酸内切酶在该过程中发挥作用。血管生成素(angiogenin,ANG)在肿瘤和神经退行性疾病中发挥重要作用,但其分子机制尚未完全阐明。ANG是核糖核酸酶超家族的成员,其核糖核酸酶活性很微弱但是其发挥生物学功能的必需,rRNA和tRNA是ANG的两类底物,但ANG是否对miRNA具有酶解作用尚未见报道。前期研究发现ANG下调miR-141表达且与其核糖核酸酶活性密切相关。经本项目的研究,我们发现ANG在转录后水平特异性下调成熟miR-141,而不影响pre-miR-141和pri-miR-141的水平,也不影响具有相似序列的miR-200家族其他成员的水平。而且ANG对miR-141的调控作用依赖于ANG的核糖核酸酶活性,当ANG的核糖核酸酶活性缺失或被抑制时,ANG对miR-141的调控功能消失。同时,我们发现ANG与miR-141在细胞内相互结合并在细胞质中共定位,ANG对miR-141在细胞内的降解作用也得到验证。我们通过体外剪切系统进一步分析ANG对miR-141的剪切形式和剪切位点,发现ANG以核糖核酸内切酶的形式剪切miR-141序列中的5A、7U、11U和14U四个位点,而且1分子ANG在30分钟内降解5个分子的miR-141。ANG只对单链的miR-141进行剪切,对DNA序列、双链形式的miR-141均没有剪切作用,其中核苷酸的甲基化修饰可以阻断ANG对miR-141的剪切作用,但尿苷化和腺苷化修饰则不影响。当miR-141处于二级结构状态时,ANG只对其中处于单链环状结构位置的14U进行剪切,对处于或靠近双链结构的5A、7U和11U位点则没有剪切作用。此外,我们发现在细胞内ANG对miR-141的剪切位点与体外剪切有差异。最后,我们探索了ANG对其他miRNA的剪切机制以及验证了ANG调控miR-141及靶基因这个调控通路在血管生成和结直肠癌发生发展中的作用。.综上所述,我们发现了miRNA在哺乳动物细胞中降解的新机制,阐明了ANG下调miR-141的分子机制,证明miRNA是ANG酶解的一类新的底物以及ANG是迄今第一个降解成熟miRNA的核糖核酸内切酶,并验证该调控机制在血管生成和结直肠癌发生发展中的重要作用,该成果具有原始创新性并为结直肠癌的诊断和治疗提供新的靶标。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
靶向调控血管生成素miRNA的筛选和验证
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国生物化学与分子生物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    翁春华;董豪杰
  • 通讯作者:
    董豪杰

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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