北大汪南平教授阐释miRNA的新功能

【字体: 时间:2010年02月23日 来源:生物通

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  北京大学心血管研究所汪南平教授领导的课题组,近日在最新一期的《PNAS》杂志上发表文章,首次证实血管的层流剪应力调节了miRNA的表达,而其中一个miRNA分子—miR-19a,在cyclin D1表达的流动调节及内皮增殖中扮演了重要角色。

  

北京大学心血管研究所汪南平教授领导的课题组,近日在最新一期的《PNAS》杂志上发表文章,首次证实血管的层流剪应力调节了miRNA的表达,而其中一个miRNA分子—miR-19a,在cyclin D1表达的流动调节及内皮增殖中扮演了重要角色。

如果血液的生物、化学及物理学性质发生了改变,血管内皮通常能感知到。血流所产生的摩擦力—剪应力,对内皮的结构和功能产生了多种影响。内皮细胞应对了机械力的变化,引起信号网络和细胞功能的调节。稳态层流对内皮细胞的抑制就是一个例子。至于内皮细胞应对血流机械性质改变的分子机制,以及如何经历结构和功能的改变,至今尚不清楚。越来越多的证据表明,剪应力通过调节内皮细胞的基因表达,来施加生理影响。

众所周知,microRNA(miRNA)是~22个核苷酸的小RNA分子,它们在转录后水平负调节了目的基因的表达。近期研究表明miRNA参与了血管发育和体内平衡,至于它和剪应力有什么关联,这也正是研究小组感兴趣的。

汪南平教授的研究小组使用LC Sciences(联川生物)的microRNA芯片,比较了人脐静脉内皮细胞(HUVEC)在有无层流剪切压力(12 dyn/cm2,12小时)下的miRNA表达谱。与对照细胞相比,层流处理过的HUVEC在芯片上的569个miRNA中,有35个miRNA显著上调,而26个显著下调。其中miR-19a在静止状态下以高丰度表达,而暴露在剪应力下12小时后,表达水平大幅提高。

之后,为了筛选miRNA所调节的靶点,他们制备了稳定过表达miR-19a的细胞系。多项分析表明,miR-19a的稳定转染显著减低了报告基因(此报告基因被cyclin D1基因的3’端非翻译保守区所控制)的表达以及cyclin D1的蛋白水平,使细胞周期停滞在G1/S期。当内源miR-19a被抑制后,这种抑制作用减弱。

这项研究的主要发现在于,miR-19直接靶定了cyclin D1的表达。这已经通过报告基因分析和Western blotting分析而证实。重要的是,他们发现了miR-19a的剪切诱导是抑制cyclin D1的表达水平所必需的。过去观察到层流剪应力增加了cyclin D1转录本,却使细胞周期停滞,这项研究结果给出了一个可能的解释。

研究人员通过这一系列分析,证实层流剪应力调节了miRNA的表达,而miR-19a在cyclin D1表达的流动调节及内皮增殖中扮演了重要角色。这些结果揭示出机械力如何调节内皮基因表达的机制。

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原文摘要:

MicroRNA-19a mediates the suppressive effect of laminar flow on cyclin D1 expression in human umbilical vein endothelial cells.

汪南平教授简介:

北京大学 心血管研究所副所长、教授,北京大学糖尿病中心 副主任,教育部分子心血管学重点实验室 心血管分子生物学及生物工程学实验室主任。

研究方向:动脉粥样硬化及糖尿病血管病变的发病机制。主要以分子生物学和功能基因组学方法研究低密度脂蛋白、胰岛素信号通路相关分子和血流机械剪应力、牵张力对血管内皮细胞激活、凋亡及代谢的影响;核受体转录因子、细胞信号分子对血管平滑肌增殖、迁移、凋亡以及血管内膜新生等病理生理过程的调控。

 

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