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miR-142-3p調控脊椎動(dòng)物造血干細胞的形成和分化

發(fā)布人：admin 瀏覽次數：1232 發(fā)布時(shí)間：2017-10-10

      過(guò)去關(guān)于造血發(fā)生的研究主要集中在信號和轉錄因子，然而近期的研究熱點(diǎn)主要是包括microRNAs的表觀(guān)遺傳調控。本文研究者發(fā)現在斑馬魚(yú)和小鼠中，miR-142-3p在造血干細胞（HSCs)中特異性表達。敲除斑馬魚(yú)的miR-142a-3p基因導致主動(dòng)脈-性腺-中腎(AGM)區的HSCs數量降低，同時(shí)胸腺中的T細胞數量也降低。從機制上來(lái)講，miR-142a-3p通過(guò)抑制干擾素調節因子7（irf7）介導的炎癥信號通路來(lái)調節HSCs的形成和分化。此外，研究者還證實(shí)miR-142-3p在小鼠的AGM區HSCs的形成中也發(fā)揮了重要的作用，這也暗示了它在脊椎動(dòng)物中扮演著(zhù)一個(gè)高度保守的角色。該研究還揭示了miR-142a-3p通過(guò)抑制irf7信號通路在HSCs的形成和發(fā)生過(guò)程中起關(guān)鍵作用。本研究中Agilent Zebrafish Oligo Microarrays服務(wù)由上海伯豪提供。

       本研究是由中國科學(xué)院動(dòng)物研究所生物膜與膜生物工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室與北京307醫院青藤轉化醫學(xué)中心腫瘤學(xué)實(shí)驗室共同合作完成，文章的通訊作者是中科院動(dòng)物所的劉峰研究院。

研究者首先以斑馬魚(yú)為研究對象，進(jìn)行一系列功能學(xué)實(shí)驗，發(fā)現miR-142a-3p在造血細胞中特異性表達，推測它可能在造血中起了重要的作用。為進(jìn)一步的證實(shí)以上推論，研究者通過(guò)敲除miR-142a-3p基因，進(jìn)行了一系列loss of function的實(shí)驗，實(shí)驗數據表明miR-142a-3p是HSC形成和T細胞分化過(guò)程中不可或缺的因子。進(jìn)一步研究發(fā)現，敲除miR-142a-3p基因影響了造血內皮細胞，進(jìn)而延緩了最早的HSCs細胞在胚胎中出現的時(shí)間。
為進(jìn)一步的深入研究miR-142a-3p對HSC的形成和分化的生物學(xué)影響，研究者比較了對照組和miR-142a-3p基因敲除組的胚胎，分別提取受精后2天（2dpf）和受精后4天（4dpf）的對照組、突變組AGM區的RNAs，表達譜芯片檢測后，發(fā)現有70個(gè)基因在2dpf和4dpf的胚胎中上調(Figure 4B)，采用Pictar和TargetScan預測miR-142a-3p的靶基因，獲得4個(gè)候選基因，進(jìn)一步研究發(fā)現其中irf7可能是miR-142a-3p在HSCs中作用的最主要的靶基因。后期，研究者通過(guò)qPCR、Western blotting等一系列實(shí)驗證實(shí)irf7是miR-142a-3p的直接靶基因，并非間接的。

      那么irf7下游又調控什么呢？為了使整個(gè)故事更加完整，研究者試圖探究更多，最終發(fā)現irf7與Gcsfr-Nitric Oxide (NO)炎癥信號通路可能相關(guān)。同時(shí)，他們還發(fā)現miR-142a-3p在小鼠造血中也發(fā)揮了重要的作用。



      Figure 4 irf7 is a direct target of miR-142a-3p. (A) Heat map analysis of gene expression in controls and miR-142a-3p morphants at 2 dpf and 4 dpf. (B) Fold changes of upregulated or downregulated genes at 2 dpf and 4 dpf in miR-142a-3p morphants compared to controls. (C) An imperfect match of irf7 3′ UTR with miR-142a-3p as determined by a calculation using RNAHybrid. (D)Scheme of the PGL3 constructs containing irf7 WT and mutated 3′UTR. (E) Luciferase reporter activity of the reporter containing WT or mutated irf7 3′UTR when co-transfected with the miR-142a-3p duplex into HEK293T cells (mean ± SD, t-test, *P < 0.05, n= 3). (F) Western blotting images showing that irf7 protein level was decreased in duplex-injected embryos at 4 dpf, compared to controls (left panel). Quantitative analysis of the western blotting results is shown in right panel.

原文出處：


      miR-142-3p regulates the formation and differentiation of hematopoietic stem cells in vertebrates.

      Abstract: Previous studies on developmental hematopoiesis have mainly focused on signaling and transcription factors,while the appreciation of epigenetic regulation including that of microRNAs is recent. Here, we show that in zebrafish and mouse, miR-142-3p is specifically expressed in hematopoietic stem cells (HSCs). Knockdown of miR-142a-3p in zebrafish led to a reduced population of HSCs in the aorta-gonad-mesonephros (AGM) region as well as T-cell defects in the thymus. Mechanistically, miR-142a-3p regulates HSC formation and differentiation through the repression of interferon regulatory factor 7 (irf7)-mediated inflammation signaling. Finally, we show that miR-142-3p is also involved in the development of HSCs in mouse AGM, suggesting that it has a highly conserved role in vertebrates. Together, these findings unveil the pivotal roles that miR-142a-3p plays in the formation and differentiation of HSCs by repressing irf7 signaling.


      （本文轉載：丁香通）

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