miRNA和胶质瘤

miRNA 和胶质瘤的发生,发言人：舒 畅,1. microRNA概述2. microRNA的生成和作用机制3. microRNA与胶质瘤4. microRNA研究的一般技术路线,miRNA是一类长度在 1825 个核苷酸的内源性非编码单链小分子 RNA，对基因表达的调控起着关键的作用 。单位nt多种 miRNAs 在中的表达将该细胞置于 miRNAs 环境中，该环境控制着大量的 miRNAs，使各种细胞蛋白的表达处于合适水平。 有人提出生命起源“RNA”,存在一个RNA世界。miRNAs通过和靶基因mRNA 碱基配对引导沉默复合体 (RISC) 降解mRNA 或阻遏其翻译, 从而对基因进行转录后表达的调控 。使靶基因的表达量发生变化，从而调控细胞分化、增殖、调亡，个体发育，免疫功能，病毒感染及肿瘤的发生发展等过程 。,miRNA概述,RNA的国际最新分类和miRNA2012年修订的现行命名标准,编码RNA，即mRNA，占RNA总量的4%，与蛋白编码有关。,非编码RNA，占RNA总量的96%，不参与蛋白质编码,看家非编码RNA,调节非编码RNA,短链非编码RNA，siRNA, miRNA, circRNA,长链非编码RNA，lncRNA,根据其物种名称，及被发现的先后顺序加上阿拉伯数字。由不同染色体上的DNA序列转录加工而成的具有相同成熟体序列的miRNA，则在后面机上阿拉伯数字以示区分。前体miRNA,两个臂同时产生miRNA.,1. 在细胞核内由基因组转录成前体转录本pri-miRNA；2. pri-miRNA被RNase核酸酶Drosha加工成约70-90nt的发夹状pre-miRNA;3. Pre-miRNA在Exportin5介导作用下转运出胞核至胞质中,并被核酸酶Dicer加工成成熟的miRNA;4.双链miRNA分子被解链，单链的miRNA与沉默复合体 (RISC)结合，形成RISC-miRNA 复合物;5.通过与靶基因的3UTR区互补配对，对靶基因mRNA 进行切割或者翻译抑制。,Dicer,microRNA成熟过程,Garzon, R，MicroRNA expression and function in cancer. Trends in Molecular Medicine 12, 580-587 (2006).,19-23nt的成熟miRNA形成后与其他蛋白共同组成RNA介导的沉默复合体（RISC）参与RNA干扰途径；miRNA形成RISC复合体后可与特定的靶mRNA结合，这种结合不要求严格的互补配对。结合后导致靶mRNA翻译的抑制。,miRNA的生成和作用机制,据体内外实验研究表明，miRNA的生成至少需要两个步骤: a) 在细胞核内，由长的内源性转录本(pri-miRNA)生成70nt的具有茎环结构的miRNA前体(pre-miRNA); b) 在细胞质内，在Dicer作用下将pre-miRNA加工为成熟的miRNA。,miRNA的作用机制至少有2种作用机制1）与靶mRNA的3端非翻译区（UTR ）结合， 介导翻译调控miRNA与靶mRNA的3-UTR区是一种非完全互补结合，并导致靶mRNA降解或转录后翻译抑制,从而调控靶基因的表达，但并不影响靶mRNA的稳定性2）与靶mRNA的翻译区结合，直接引起切割 类似RNAi,Hutvagner等(2002)对miRNA let-7的研究,发现了一个规律：miRNAs与mRNAs结合的互补程度决定了miRNAs将以何种机制发生作用，即完全互补引起RNAi，不完全互补则导致翻译抑制（图3）。,17,miRNA 与靶 mRNA完全互补,miRNA 与靶 mRNA不完全互补,对靶mRNA的剪切,对靶mRNA翻译的阻遏,若miRNA表达异常呢,成熟的miRNA与靶mRNA结合后调节基因表达方式,靶mRNA降解,microRNA与肿瘤研究,1）肿瘤发生：MiRNA能够作为肿瘤抑制剂或致癌因子行使功能，特定miRNA的敲除或过表达可用于研究miRNA在癌症发生和发展过程中的作用,2）肿瘤诊断：正常组织和肿瘤组织中miRNA 表达明显改变. 这些特点使miRNA 有可能成为肿瘤诊断的新的生物学标记和治疗药物作用的靶标,3）肿瘤治疗：由于大多数致癌基因能够引发癌症，因而可以设计一些,人造miRNA阻碍其表达从而达到抑制癌症形成的目的。,1.GPCR信号通路2.Ras-Raf-MAPK信号通路3.PI3K-Akt信号通路（PI3K-AKT-mTOR，细胞外氨基酸）4.Jak-STAT信号通路5.Wnt-catenin信号通路6.Hedgehog信号通路7.Notch信号通路8.TGF-SMADS9.整合素信号通路,癌组织癌旁组织,总 RNA 提取,定量RT-PCR,miRNA芯片,细胞 培养,组织类型 细胞分化 侵润深度 TNM分期 转移,生长曲线MTT 定量PCR检测 细胞周期凋亡检测 靶基因分析,技术路线临床研究体外实验功能分析,反义寡核苷酸阻断miRNA的表达,综合分析确定miRNAs可能的致癌机制,miRNA调节方式的优点, 与蛋白水平的调节相比，更加节省能量, 与转录水平调节相比，miRNA调节更迅速，而且是可逆的, 内含子所编码的miRNA是一种对基因组资源的高效利用,小结,miRNA的作用是多种多样的, 它既可以通过关闭一些关键基因来改变细胞的命运，也可能与其靶基因产物相互作用形成调节环并与其他调节通路交织作用形成网络调控机制。