TRIM71 结合 hsa-miR-30b-5p 在帕金森病细胞模型中恢复线粒体功能的研究

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Free Radical Biology and Medicine 7.1

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  为探究 TRIM71 的 miRNA 结合情况及其对多巴胺能神经元线粒体功能和凋亡的影响,研究人员以 SH-SY5Y 细胞为模型,发现 TRIM71 结合 miR-30b-5p 可改善线粒体膜电位等,缓解 PD 应激下的线粒体功能障碍与凋亡,具神经保护作用。

  在神经退行性疾病的探索领域中,帕金森病(Parkinson’s disease, PD)宛如一座难以攻克的堡垒,困扰着众多研究者。它以中脑黑质多巴胺能神经元丢失和 α- 突触核蛋白聚集体沉积为主要特征,不仅会让患者出现震颤、僵直、运动迟缓等运动症状,还伴随着多种非运动并发症。线粒体功能障碍作为 PD 的核心致病机制之一,如同隐藏在暗处的 “杀手”,会导致 ATP 合成减少、活性氧(ROS)水平升高,进而引发神经元凋亡。然而,核编码的线粒体相关 RNA 结合蛋白(RBPs)在 PD 中的具体作用机制,尤其是它们如何通过微小 RNA(miRNA)调控线粒体功能和神经元凋亡,一直是尚未完全解开的谜团。
为了揭开这些神秘的面纱,印度的研究人员开展了相关研究。他们的研究成果发表在《Free Radical Biology and Medicine》上,为 PD 的发病机制和治疗策略提供了新的见解。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先利用 RNA 免疫沉淀(RNA-IP)结合下一代测序(NGS)技术,在 SH-SY5Y 神经母细胞瘤细胞中鉴定与 TRIM71 结合的线粒体 miRNA;然后通过细胞培养技术,在体外模拟 PD 应激条件,使用鱼藤酮和 6 - 羟基多巴胺(6-OHDA)处理细胞;还借助分子生物学技术检测相关基因和蛋白的表达水平,如 Caspase-3、BCL2、BCL2L11 等,并评估线粒体膜电位、氧化磷酸化(OXPHOS)活性、氧消耗率(OCR)及糖酵解能力等线粒体功能指标。

线粒体定位的 TRIM71 与 SH-SY5Y 细胞中的 miRNA 结合


研究人员通过 TRIM71-RNA-IP 实验和 NGS 分析,发现在 SH-SY5Y 细胞中,TRIM71 与多种 miRNA 结合,其中 miR-30b-5p 在 TRIM71 的 RNA 免疫沉淀组分中富集最为显著。这表明 TRIM71 在线粒体上可能通过与这些 miRNA 相互作用,发挥调控功能。

miR-30b-5p 在 PD 应激条件下的表达变化


实验结果显示,在鱼藤酮处理下,miR-30b-5p 的表达显著增加,而在 6-OHDA 处理时表达降低。这提示 miR-30b-5p 的表达受到不同 PD 应激因素的调控,其表达水平的变化可能与 PD 的病理过程密切相关。

miR-30b-5p 的靶基因网络与线粒体功能和凋亡相关


对 miR-30b-5p 的预测靶基因进行分析,发现其靶基因网络主要涉及线粒体功能和凋亡过程,包括 CASP3、BCL2、BCL2L11 等与 PD 密切相关的基因。在 PD 应激条件下,miR-30b-5p 的表达降低了 Caspase-3 的水平,验证了 CASP3 为其靶 mRNA。这表明 miR-30b-5p 可能通过调控这些靶基因,影响线粒体功能和神经元凋亡。

miR-30b-5p 改善 PD 应激条件下的线粒体功能


进一步研究发现,miR-30b-5p 的表达能够改善 PD 应激条件下的线粒体膜电位和 OXPHOS 活性,同时增强 OCR 以及糖酵解能力和储备。这一系列结果表明,miR-30b-5p 对线粒体功能具有保护和改善作用,有助于维持神经元的能量代谢平衡。

TRIM71 与 miR-30b-5p 共表达对线粒体功能和神经元凋亡的影响


实验表明,miR-30b-5p 与 TRIM71 共表达能够挽救 TRIM71 介导的线粒体功能障碍和神经元凋亡,显示出神经保护作用。这说明 TRIM71 与 miR-30b-5p 之间存在协同作用,共同参与了对 PD 病理过程的调控。

综上所述,该研究揭示了 TRIM71 通过结合 miR-30b-5p 调控线粒体功能和神经元凋亡的新机制。TRIM71-bound miR-30b-5p 在 PD 应激条件下能够增强线粒体功能,减轻凋亡,为 PD 的治疗提供了潜在的新靶点和干预策略。这一研究不仅加深了我们对 PD 发病机制的理解,也为开发针对线粒体功能障碍和神经元凋亡的治疗方法开辟了新的途径。未来的研究可以进一步探讨 TRIM71 和 miR-30b-5p 在体内模型中的作用,以及它们与其他信号通路的相互作用,为 PD 的临床治疗提供更坚实的理论基础和实验依据。
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