miR-375通过靶基因Sp1调控大鼠肾上腺髓质儿茶酚胺的合成和分泌

来源 :中国农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:SteveZou
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肾上腺是动物机体非常重要的内分泌器官,其髓质合成和分泌的儿茶酚胺类激素(Catecholamines, CATs)在机体维持内稳态平衡过程中起着关键的作用。已有的研究证明,包括miR-375在内的miRNAs在调节众多内分泌激素(如胰岛素、雌激素)的合成和分泌过程中起着非常关键的作用,但到目前为止,miRNAs对于CATs合成和分泌的研究较少。作者实验室前期研究发现miR-375高表达于肾上腺,但其在肾上腺中的相关生物学功能尚不明确。因此,本研究的主要目标是研究miR-375在肾上腺中的功能及相关机理。首先,利用实时定量PCR (real-time quantitative PCR,qPCR)检测到miR-375高表达于大鼠的肾上腺组织,并且在大鼠胚胎肾上腺的发育过程中,miR-375表达呈现逐渐升高趋势,在成年时达到最高;原位杂交(in situ hybridization, ISH)方法证明了 miR-375特异性表达于肾上腺髓质嗜铬细胞,皮质细胞中未检测到阳性信号。为了进一步研究miR-375在大鼠肾上腺髓质细胞中的功能,我们采用大鼠束缚应急应激模型(immobilization stress, IMO),检测miR-375在应急应激反应中的表达水平及其对CATs的影响。结果发现在不同的应急应激过程中,肾上腺中miR-375的表达下调,而大鼠血浆中CATs的水平上升。随后我们利用人T.合成的miR-375抑制剂(miR-375-in)和模拟物(miR-375-mi)分别抑制和超表达大鼠原代髓质细胞和肾上腺髓质瘤细胞系PC12细胞中的miR-375,结果证明miR-375-in能促进细胞CATs的分泌;而miR-375-mi可以显著抑制细胞分泌CATs。另外,miR-375-in可显著上调髓质细胞中酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase, TH)和多巴胺-β-羟化酶(dopamine-β-hydroxylase, DBH)的表达;而miR-375-mi明显下调细胞中TH和DBH的表达。同时,本研究的结果证明miR-375不参与CATs的降解及去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)对CATs的负反馈过程。此外,采用BrdU细胞免疫化学、TUNEL检测及qPCR的方法均发现miR-375不影响PC12细胞的增殖和凋亡。以上实验结果说明了 miR-375在肾上腺CATs合成和分泌过程中起着非常重要的调节作用。另外,通过生物信息学方法预测miR-375的靶基因为特异性蛋白 1 (specificity protein 1,Sp1),并通过双荧光素酶报告系统和蛋白免疫印迹等方法验证了 Sp1是miR-375在大鼠肾上腺中的直接靶基因。在PC12细胞中,通过RNAi干扰实验和Sp1过表达实验证明了 Sp1参与了 miR-375对TH和DBH调节的信号通路。在IMO应急应激反应中,Sp1蛋内表达显著上调与miR-375的表达下调呈负相关,再次验证了 Sp1为miR-375的靶基因并参与了大鼠的应急应激反应过程。综上所述,本论文证明了 miR-375在大鼠的肾上腺发育过程中持续表达,并且特异地高表达于髓质嗜铬细胞。miR-375参与大鼠的IMO应急应激反应。miR-375通过直接作用于靶基因Sp1调控TH和DBH的表达,进而影响大鼠CATs的合成和分泌。上述研究为了解miRNAs在CATs合成和分泌调控机制提供了新的依据。
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