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中波紫外线(ultraviolet B,UVB)与人类生活息息相关,既可促进钙磷在体内吸收,增强骨骼发育,又是导致皮肤色素沉着的主要原因之一。UVB相关的皮肤病在临床并不少见,而其诱导的皮肤色素沉着的具体机制尚未阐明。黑素小体的合成是色素沉着过程中十分重要的环节,也是其始动环节。UVB照射后黑素小体数目增多,趋于成熟化,而其具体的调控机制尚未完全清楚。microRNA(miRNA)是一类长度约为22~25nt大小的单链非编码小分子RNA,可以与靶向调控的信使RNA(messenger RNA,mRNA)相结合,促进其降解或抑制其蛋白翻译,从而对目的基因进行转录后水平的调控,进而影响细胞的多种生物学功能,其中就包括皮肤色素沉着。我们在前期实验中发现UVB照射后可诱导永生化人表皮黑素细胞(Pig1)大量miRNA表达谱发生变化,其中miR-340的表达变化具有时相性,且可以调控黑素细胞中树突的形成从而影响黑素代谢的过程,提示我们miR-340可能参与UVB诱导的皮肤色素沉着的调控过程。 目的:本实验旨在探讨miR-340参与UVB诱导的皮肤色素沉着的具体分子机制,为日光性皮肤病的诊治提供新的科研思路,为皮肤美容美白提供前沿的科学依据。 方法:参考前期实验成果,使用100mJ/cm2UVB宽谱照射仪照射常规培养的Pig1细胞,利用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real time Quantitative PCR,qRT-PCR)验证照射后4h和16h的实验组Pig1细胞与未经照射的对照组Pig1细胞中miR-340的差异性表达。荧光素酶报告系统验证miR-340可以与预测的靶基因MITF特异性结合,应用qRT-PCR及Western Blot验证miR-340对黑素合成的关键分子MITF及其下游的前黑素小体蛋白Pmel17的调控。 结果: 1.100mJ/cm2UVB照射常规培养的Pig1细胞后,与未经照射的对照组相比,miR-340表达水平在4h上调,16h下调。 2.100mJ/cm2UVB照射常规培养的Pig1细胞后,与未经照射的对照组相比,MITF在mRNA及蛋白水平于4h下调,16h上调。 3.100mJ/cm2UVB照射常规培养的Pig1细胞后,与未经照射的对照组相比,Pmel17在mRNA及蛋白水平于4h下调,16h上调。 4.生物学软件预测MITF为miR-340的靶基因,荧光素酶报告基因系统证实miR-340可与MITF的3非编码区(Untranslated Regions,UTR)的预测位点特异性结合。 结论: 1.UVB可诱导Pig1细胞内miR-340表达发生时相性改变,呈现先升高后降低的趋势。 2.Pig1细胞中黑素合成关键分子MITF及其下游分子Pmel17的mRNA及蛋白水平在UVB诱导下也发生时相性改变,呈现先降低后升高的趋势。 3.miR-340可以与MITF mRNA的3UTR特异性结合,促进其降解,在转录后水平抑制其蛋白表达,从而调控MITF及其下游分子Pmel17,对黑素细胞中早期黑素小体的成熟进行调控。也阐明了上述分子时相性改变的分子调控机制。