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MicroRNAs(miRNAs)在干细胞分化和早期胚胎发育中起着关键的作用,对于miRNA在细胞分化和自我更新的维持上来说,胚胎干细胞是一个非常可靠的研究系统。到目前为止只有少数的胚胎干细胞高表达的miRNAs被鉴定出来,对于研究特异miRNA在细胞系分化和自我更新维持上的作用来说,胚胎干细胞特异的miRNA的鉴定是这些功能研究的前提。在本文的研究中,通过应用miRNA芯片、northern blot和stem-loop-mediated reversetranscription real-time PCR(stem-loop RT-PCR)的方法,我们的目的是在多能性的和分化的胚胎干细胞中,分别鉴定出更多更新的高表达的miRNAs。通过miRNA芯片分析发现,有21种miRNAs是胚胎于细胞高表达的,另外有13种miRNAs是在all-trans-retinoic acid(RA)诱导的分化细胞中高表达的。进一步用Northern blot和stem-loop RT-PCR的方法来证实这些结果。通过基因组序列分析发现,大多数胚胎干细胞高表达的miRNAs都是成簇存在的,而大多数低表达的miRNAs却不是成簇存在的。进一步的gene set enrichment分析发现,这些胚胎干细胞高表达的miRNAs能够靶向大量的分化相关基因,这些分析结果表明,这些miRNAs很可能对于维持胚胎干细胞的自我更新和多能性有着重要的作用。这些miRNAs的发现,对于进一步研究特异miRNAs在细胞系分化和干细胞自我更新的维持中的功能,提供了重要的资源。
体细胞核移植可以利用特异个体的分化细胞构建个体特异的克隆胚胎干细胞系,已经在小鼠和非人灵长类中基于这种技术成功实施了治疗性克隆。在克隆动物中发现了大量严重的异常表型,这些发现导致了人们对于治疗性克隆在安全性上的担心。虽然在转录水平和发育潜力上,克隆与正常受精的胚胎干细胞系没有明显差异,但是在转录后水平上的系统比较还是空白。为了鉴定克隆和正常受精的胚胎干细胞在转录后水平上的差异,我们通过miRNA芯片、2-D DIGE和生物信息学方法,比较了5个克隆和相对应的正常胚胎干细胞系的miRNA和蛋白质的表达丰度。进一步用stem-loop RT-PCR检测特异miRNAs的表达水平,运用质谱分析技术进一步鉴定差异表达蛋白。我们的结果表明,在miRNA和蛋白质表达丰度上,克隆和正常受精的胚胎干细胞是高度类似的,这些结果与它们类似的发育潜力和转录水平是一致的,进一步证明克隆胚胎干细胞和正常受精来源的胚胎干细胞具有高度类似的治疗潜力。