微小RNA-34-5p调控蜕皮激素受体(ECR)表达在蜱唾液腺退化中的作用机制研究

【字体: 时间:2025年05月24日 来源:Parasites & Vectors 3

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  研究人员针对蜱唾液腺退化机制不明的问题,通过分析miR-34-5p与蜕皮激素受体(RhECR)的互作关系,发现miR-34-5p通过抑制RhECR表达延缓唾液腺凋亡。该研究揭示了非编码RNA在节肢动物发育中的调控作用,为蜱类防控提供了新靶点。

  

蜱作为重要的病媒生物,其吸血过程中唾液腺的快速退化现象长期困扰研究者。这种退化涉及程序性细胞死亡(PCD),但具体调控机制尚未阐明。尤其令人困惑的是,为何雌蜱饱血后唾液腺会迅速启动凋亡和自噬?这一过程与蜱传播病原体的效率密切相关,却缺乏有效的分子干预靶点。

中国农业科学院上海兽医研究所的研究团队在《Parasites》发表论文,首次揭示微小RNA-34-5p(miR-34-5p)通过靶向调控蜕皮激素受体(RhECR)基因,参与调控血红扇头蜱(Rhipicephalus haemaphysaloides)唾液腺退化过程。研究采用深度测序筛选差异表达miRNA,结合双荧光素酶报告系统验证靶向关系,通过体内外功能实验证实miR-34-5p-RhECR轴对唾液腺退化的调控作用。

关键方法

  1. 小RNA深度测序分析不同吸血阶段唾液腺的miRNA表达谱
  2. 生物信息学预测结合双荧光素酶报告系统验证miR-34-5p与RhECR 3'UTR结合
  3. 显微注射AgomiR/AntagomiR调控miR-34-5p表达
  4. RNA干扰(RNAi)沉默RhECR基因
  5. H&E染色和TUNEL检测评估唾液腺退化程度

研究结果

小RNA分析揭示关键miRNA
通过比较未吸血、吸血5天和饱血3天的唾液腺miRNA表达谱,发现miR-34-5p在吸血阶段高表达而在退化阶段显著下调。GO分析显示其预测靶基因富集于发育调控和凋亡通路。

miR-34-5p直接靶向RhECR
双荧光素酶报告实验证实miR-34-5p可特异性抑制含RhECR 3'UTR的报告基因活性(抑制率达60%),突变结合位点后此效应消失。荧光原位杂交显示两者在唾液腺内共定位。

功能验证实验
• 体外培养实验中,AgomiR-34-5p处理使RhECR mRNA水平下降42%,凋亡标志物RhCaspase7表达降低;而AntagomiR处理则产生相反效应
• 体内注射AgomiR-34-5p延长吸血时间3天,饱血体重减少25%
• RNAi沉默RhECR可部分逆转AntagomiR诱导的唾液腺凋亡

表型拯救实验
共注射AntagomiR-34-5p与dsRhECR组相比单独dsRhECR组:
• TUNEL阳性率增加1.8倍(但仍低于对照组)
• 腺泡完整性评分处于中间状态

研究意义
该研究首次阐明miRNA-蜕皮激素受体轴在蜱唾液腺退化中的调控机制:吸血阶段高表达的miR-34-5p抑制RhECR以维持腺体功能,饱血后该抑制解除促使ECR激活凋亡通路。这一发现不仅完善了节肢动物发育生物学理论,更提供了通过合成miRNA类似物干扰蜱吸血行为的潜在防控策略。研究采用的"miRNA靶向验证-时空表达分析-表型拯救"研究范式,为其他病媒生物的非编码RNA研究提供了方法论参考。

值得注意的是,该团队此前已发现RhECR通过调控半胱天冬酶(RhCaspases)影响唾液腺凋亡,本次研究进一步揭示了上游调控网络,为开发基于RNAi的蜱控技术奠定了理论基础。未来研究可探索miR-34-5p模拟物与现有杀蜱剂的协同效应,或通过转基因植物表达STTM(短串联靶标模拟物)实现环境友好型防控。

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