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甲状腺激素(Thyroid Hormone,TH)对生长、分化、发育和保持代谢平衡具有十分重要的作用。业已证明,TH这种作用是通过结合甲状腺激素受体(thyroid hormone receptor,THR)来调控microRNA从而影响下游靶基因的转录而实现的。为了阐明甲状腺激素对microRNA的调控机制,本研究通过探究在microRNA加工成熟方面起重要作用的Drosha酶与甲状腺激素受体两者之间的关系,以初步验证它们之间的相互作用的机理。本实验一方面采用了免疫共沉淀(Co-IP)的方法经Western Blot和质谱分析,验证了甲状腺激素受体与Drosha蛋白之间的关系;另一方面采用了对甲状腺激素受体α/β基因的过表达和基因沉默,研究甲状腺激素受体对microRNA的影响。主要结果如下: 1.甲状腺激素受体与Drosha蛋白两者之间关系的分析 本实验以HEK293细胞为材料,通过免疫共沉淀的方法研究两者之间的相互关系,采用Western Blot的方法检测。实验设计为:通过抗鼠THR多抗和抗兔Drosha单克隆抗体免疫共沉淀KEK293细胞中总蛋白(以IgG为对照抗体),获得THR和Drosha蛋白免疫复合物,经SDS-PAGE凝胶电泳分离THR和Drosha免疫共沉淀复合物,然后以抗兔Drosha单抗和抗鼠THR多抗进行Western Blot检测。研究结果表明:用THR抗体免疫共沉淀复合物中检测出有Drosha蛋白的存在,反之Drosha免疫共沉淀复合物中检测有THR的存在。初步证明甲状腺激素受体与Drosha蛋白之间存在相互关系。 为了进一步分析两者之间的相互关系,将上述THR和Drosha抗体免疫共沉淀复合物经质谱鉴定分析,结果显示:与THR作用的蛋白可信度较高的有263个,其中有Drosha蛋白的存在;与Drosha蛋白有相互关系的可信度较高的蛋白有249个,其中包含甲状腺激素受体。对质谱数据分析发现,有49个蛋白与两者都存在相互关系。经GO功能聚类分析这些蛋白主要是细胞膜和细胞核中成分,不仅参与甲状腺激素受体及Drosha蛋白的生物学作用,也参与细胞迁移、细胞生物合成、细胞凋亡、蛋白代谢等分子功能。经KEGG代谢通路分析显示,49个蛋白主要参与糖酵解、甘油脂代谢、谷胱甘肽代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、钙离子信号通道、蛋白质外派、氨基酸的生物合成等多种代谢通路。该结果表明甲状腺激素受体与Drosha蛋白之间确实存在相互关系,并且是与其他蛋白结合在一起形成一个蛋白复合体。 2.甲状腺激素受体过表达或沉默对microRNA表达的分析 本实验分别构建甲状腺激素受体α/β真核表达载体,在HEK293细胞内进行基因过表达和基因沉默。首先将构建的甲状腺激素受体α/β真核表达载体转入HEK293细胞中过表达,再采用荧光定量PCR方法检测microRNA的表达情况;其次采用RNA干扰方法对甲状腺激素受体α/β基因在HEK293细胞中进行沉默,再采用荧光定量PCR方法检测microRNA的表达情况。 结果显示: (1)将甲状腺激素受体α/β基因过表达后转染组和未转染组之间的pre-miRNA-21相对表达量有显著差异,其余 miRNA之间并无显著性差异。 (2)通过合成THRα/β基因siRNA干扰序列,THRα/β沉默后检测发现未转染组和转染组之间pre-miRNA-182的相对表达量有显著性差异,其余pre-miRNA表达量无显著差异。由此说明,甲状腺激素受体与Drosha之间存在相互作用,并且甲状腺激素受体可直接影响部分Pre-miRNA的表达。至于甲状腺激素受体是如何与 Drosha相互作用这有待进一步深入研究。 结论:甲状腺激素受体与Drosha蛋白之间存在相互关系,并且是与其他49个蛋白结合在一起形成一个蛋白复合体,甲状腺激素受体对部分microRNA的调控直接发挥作用。