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研究背景:
微小RNAs(microRNAs,miRNAs)通过与靶基因的3非翻译区(Untranslatedregion,UTR)以碱基互补配对的方式控制基因的转录和翻译进程。近来,越来越多的文献证实微小RNAs与肝纤维化进程密切相关。有报道显示miR-150可以通过抑制其已知靶点C-myb的表达进而抑制肝星状细胞(hepatic stellate cells,HSCs)的激活及减少细胞外基质蛋白如Ⅰ型胶原的产生。然而,我们发现减少的C-myb表达并不能一一对应由miR-150引起的所有现象。我们推测miR-150对HSCs的抑制可能存在其它潜在的分子机制。
目的:
本研究通过构建TGF-β1诱导人肝星状细胞LX-2激活的体外模型,观测肝纤维化相关的目的miRNA,即miR-150的表达改变;并进一步确证其与TGF-β1刺激是否存在浓度和时间依赖性。恢复LX-2中miR-150浓度对LX-2是否存在抑制以及细胞外基质的表达改变情况,并最终探讨miR-150抑制TGF-β1激活的LX-2的分子机制。
方法:
1.研究模型:采用不同的TGF-β1浓度(0 ng/ml,0.1 ng/ml,0.5 ng/ml和2ng/ml)刺激LX-2,并检测Col1A1的含量确证肝纤维化体外研究模型的建立。
2.miR-150的确证:采用real-time PCR法检测不同时间(0h,24h,48h和72h)和不同浓度(0 ng/ml,0.1 ng/ml,0.5 ng/ml和2 ng/ml)TGF-β1刺激下miR-150表达含量的改变。
3.过表达的miR-150对LX-2的影响:分别采用MTT法、ELISA细胞凋亡检测试剂盒检测miR-150模拟物(miR-150 mimics)转染后的LX-2细胞的增殖活力和细胞凋亡率;同时,采用real-time PCR和western blot法检测细胞外基质相关蛋白Ⅰ型胶原和α-SMA的mRNA及蛋白表达改变。
4.使用TargetScan Human Release6.2软件预测miR-150的靶基因,并采用荧光素报告基团实验确证。
结果:
1.体外模型的建立:0 ng/ml,0.1 ng/ml,0.5 ng/ml和2 ng/ml不同TGF-β1浓度刺激下LX-2的Col1A1含量成剂量依赖性增加(P<0.05)。
2.miR-150的确证:当TGF-β1浓度由0 ng/ml增加到2 ng/ml时,miR-150表达含量为浓度依赖性下调(P<0.05);当0.1 ng/ml TGF-β1分别作用0h、24h、48h和72h时,miR-150表达含量呈现为时间依赖性下调(P<0.05)。
3.过表达miR-150的影响:随着miR-150含量的恢复,LX-2细胞中Ⅰ型胶原和α-SMA的mRNA及蛋白明显下降(P<0.05);与对照组相比,miR-150过表达组的增殖率明显受到抑制,仅为62.1%(P<0.05),但凋亡率却无任何改变(P>0.05)。
4.利用TargetScan发现miR-150种子序列与Col4A4和Sp1 mRNA的3UTR区可以互补配对,且物种间的保守性较高;构建含待测靶基因Col4A4或Sp1的报告质粒后,与对照组相比,转染miR-150前体组中荧光素活性均明显下调(P<0.05)。同时,构建含Col4A4或Sp1突变序列的报告质粒,与对照组相比,转染miR-150前体组中荧光素活性并无明显变化(P>0.05)。
5.与对照组相比,在过表达miR-150的LX-2细胞中Sp1的上游通路分子Smad2,p-Smad2,Smad3和p-Smad3均未有改变。
结论:
1.miR-150存在明显的抗纤维化作用,可以减少LX-2细胞的增殖,但不涉及其凋亡的改变。
2.miR-150可以通过其靶点Sp1和Col4A4分别降解Ⅰ型和Ⅳ型胶原含量,而这一过程并未涉及TGF-β/Smads通路的上游分子改变。