中科院李培峰课题组miRNA研究登Nature子刊

【字体: 时间:2011年01月18日 来源:生物通

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  近日中科院动物研究所生物膜与膜生物工程国家重点实验室的研究人员在研究中检测了一种miRNA: miR-499对于条件诱导的心肌梗塞严重程度及心肌细胞凋亡的影响,并揭示了miR-499在心肌细胞中的调控机制。这一研究成果发表在国际著名杂志《自然医学》(Nature medicine)上。

  

    生物通报道  近日中科院动物研究所生物膜与膜生物工程国家重点实验室的研究人员在研究中检测了一种miRNA: miR-499对于条件诱导的心肌梗塞严重程度及心肌细胞凋亡的影响,并揭示了miR-499在心肌细胞中的调控机制。这将对心脏疾病的预防、治疗以及生物医药产业的发展起到重要推动作用。这一研究成果发表在国际著名杂志《自然医学》(Nature medicine)上。

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    领导这一研究的是中科院动物研究所的李培峰研究员,其于1993年获得军事医学科学院博士学位后留院任助理研究员。1995年至2005年期间在德国最高医学研究机构马克斯戴安布鲁克分子医学研究中心开展研究工作。2005年应聘入选中科院动物所“****-国外引进杰出人才”。

    miRNAs是一种21-25nt长的单链小分子RNA,对于它的研究起始于时序调控小RNA(stRNAs),由于miRNAs在物种进化中相当保守,在植物、动物和真菌中发现的miRNAs只在特定的组织和发育阶段表达,而且这种特异性和时序性,决定了组织和细胞的功能特异性,表明miRNA在细胞生长和发育过程的调节过程中起多种作用,因此miRNA的研究受到了生物学家的广泛关注。

    目前对miRNA功能的理解主要依赖于其在组织特异性或者发育阶段特异性表达,以及其进化保守性方面,因此主要受限在发育调控和癌症形成的研究。在这篇最新的文章中,研究人员检测了心肌缺血和心肌缺氧时小鼠心肌细胞中的miR-499水平,证实miR-499水平与细胞凋亡及心肌梗塞程度密切相关。研究人员还利用转基因小鼠证实miR-49可抑制条件诱导的心肌细胞凋亡和心肌梗塞。

    在进一步的实验中研究人员发现钙调磷酸酶催化亚基(CnA)的两种亚型CnAα and CnAβ均为 miR-49的直接作用靶点。miR-49通过抑制钙调磷酸酶介导的Drp1蛋白去磷酸化作用,减少线粒体中Drp1积聚,抑制Drp1介导的线粒体分裂程序激活,从而保护心肌细胞免于凋亡。此外研究人员还证实p53可在转录水平上对miR-49进行负调控。

    新研究通过大量离体、在体动物实验验证了miR-49水平对于心肌梗塞及心肌细胞凋亡的影响,揭示了miR-49对线粒体分裂机制关键调控作用。此外该项研究还将对心脏疾病的预防、治疗以及生物医药产业的发展起到重要的推动作用。

(生物通:何嫱)

原文摘要:
miR-499 regulates mitochondrial dynamics by targeting calcineurin and dynamin-related protein-1

Myocardial infarction is a leading cause of mortality worldwide. Here we report that modulation of microRNA-499 (miR-499) levels affects apoptosis and the severity of myocardial infarction and cardiac dysfunction induced by ischemia-reperfusion. We found that both the α- and β-isoforms of the calcineurin catalytic subunit are direct targets of miR-499 and that miR-499 inhibits cardiomyocyte apoptosis through its suppression of calcineurin-mediated dephosphorylation of dynamin-related protein-1 (Drp1), thereby decreasing Drp1 accumulation in mitochondria and Drp1-mediated activation of the mitochondrial fission program. We also found that p53 transcriptionally downregulates miR-499 expression. Our data reveal a role for miR-499 in regulating the mitochondrial fission machinery and we suggest that modulation of miR-499 levels may provide a therapeutic approach for treating myocardial infarction.

作者简介:
李培峰
博士,研究员,博士生导师;中国科学院动物研究所细胞增殖与信号调控研究组组长。
  
2005年应聘入选中国科学院动物所“****-国外引进杰出人才”,在生物膜和膜工程国家重点实验室建立“细胞增殖与信号调控”研究组。1993年于军事医学科学院获博士学位。随后留院任助理研究员。1995年至2005年在德国最高医学研究机构--马克斯戴安布鲁克分子医学研究中心任助理教授。从1986-1989主要从事于神经元衰老的研究,首先发现超氧自由基是造成神经细胞衰老的最初启动因子。从1990-1994主要从事于自由基生物医学研究。
  
在国内和国际高水平学术刊物上发表国内外核心期刊10余篇有关抗氧化酶氧化修饰的研究论文,在国际上首先提出“抗氧化酶自身被氧化”的新理论,在相关领域引起广泛反响,在这一领域的一系列研究曾获军队科技成果二等奖(排名第一),和军队科技成果三等奖各一项,并获院优秀青年奖。 1995-2005从事于细胞凋亡与心血管疾病的研究.,是国际上少数几个最早将细胞凋亡引入心血管研究的科学家之一,其研究成果打破了90年代初在心血管研究的错误信条,即“细胞凋亡和心血管疾病的相关性甚远”,其开创性的研究成果带动了细胞凋亡在心血管疾病中作用研究的广泛兴起,在 Circulation,The EMBO Journal 和 Molecular Cell 等国内外核心期刊上发表论文共30余篇,引用率已达1000次。1997年、2000年分获德国国家科学研究基金奖。

承担科研项目情况:
973项目:心力衰竭的代谢、凋亡机制  
国家重点科学基金项目:ARC抗心肌肥大的分子机理研究
国家自然科学基金项目:转录因子Foxo调控心肌肥厚分子机理研究
科学院创新项目:生物膜在心肌肥大中的作用研究
国家科技重大专项:ARC作为心肌梗死治疗药物的研究

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