miRNA调控胚胎干细胞分化

　　

来自美国休斯顿大学(University of Houston)，贝勒医学院(Baylor College of Medicine)，W. M. Keck Center for Interdisciplinary Bioscience Training(W. M. Keck交叉学科生物科学培训中心)，德克萨斯大学(University of Texas)，以及美国LC Sciences公司的研究人员共同发表了题为“Novel MicroRNA Candidates and miRNA-mRNA Pairs in Embryonic Stem (ES) Cells”的论文。

 

胚胎干细胞起源于内生细胞（ICM），胚胎干细胞的多能性受外在信号路径和内在基因调控路径控制，这些控制机制涉及转录因子网络。MicroRNA是一种重要的转录后基因沉默调控因子，在胚胎干细胞的调控中起重要作用。

 

为找出与胚胎干细胞成熟相关的miRNA研究人员从Stem Cell Genome Anatomy Project(SCGAP)序列数据库中进行筛选，来自SCGAP数据库的细胞来自小鼠造血干细胞（包括休眠的造血干细胞和激活的造血干细胞）、间质细胞微环境（StroCDb）、全骨髓（WBM）、双潜能肝干细胞（BMEL）、小肠上皮细胞（SiEP）和胃上皮祖细胞（GEP）。miRNA样本全来自生物样品的转录本，miRNA大小全在50bp以下，miRNA序列来自多种组织器官，且相当保守。首先研究者从大量的样品中筛

选出保守的序列（ microconserved elements，MCEs），大约有4600个可形成具有低能量，茎环状二级结构，最终形成单链miRNA(MCE-MIRs)。研究者从这些筛选出的结构中发现再筛选出545条miRNA。

 

新发现的545条miRNA不仅存在于胚胎干细胞中，在成体组织细胞中也存在。但是，在胚胎干细胞中的含量远远高于成体组织细胞中的含量。研究者还发现，胚胎干细胞和成体干细胞共享同一套miRNA调节机制。

 

研究者发现，在胚胎干细胞向多能性方向分化过程中存在3类miRNA，第一类miRNA在胚胎干细胞中含量极丰富，可下调胚胎干细胞的分化；第二类miRNA在胚胎干细胞里短暂地被表达；第三类miRNA在胚胎干细胞中以低浓度存在，并且可上调胚胎干细胞的分化。第一类和第二类miRNA在分化过程中胚胎干细胞中的表达量远远高于在休眠状态胚胎干细胞中的表达量。而第三类miRNA在休眠胚胎干细胞中的表达量高于在分化过程中的表达量。

 

研究者通过表达谱预测新发现的miRNA在胚胎干细胞自我更新、多能性和分化（self-renewal, pluripotence and differentiation）分化的核心网络中起着重要的作用。miRNA与mRNA形成复合物，对胚胎干细胞的自我更新、多能性和分化网络具有重要的作用。研究者通过对miRNA-mRNA评分来评价复合物对胚胎干细胞的影响系数。75%的复合物调节基因组上的特定6个区域。

 

Gu P, Reid JG, Gao X, Shaw CA, Creighton C, Tran PL, Zhou X, Drabek RB, Steffen DL, Hoang DM, Weiss MK, Naghavi AO, El-daye J, Khan MF, Legge GB, Wheeler DA, Gibbs RA, Miller JN, Cooney AJ, Gunaratne PH. (2008) Novel microRNA candidates and miRNA-mRNA pairs in embryonic stem (ES) cells. PLoS ONE 2008 3(7), e2548. [abstract <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18648548?ordinalpos="1&itool">]

 

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