RHAU在心脏中参与Nkx2-5的转录后调控

发布时间：2017-07-05 00:17

  本文关键词：RHAU在心脏中参与Nkx2-5的转录后调控

  更多相关文章： Nkx2-5 RHAU RNA解旋酶 转录后调控 心脏缺陷

【摘要】：先天性心脏病在世界各地位居首位的婴儿致死性疾病。许多先天性心脏缺陷都是由自发性基因突变导致的。大量的心脏核心转录因子的突变在最长见的先天性心脏缺损的患者中被发现。心脏是个体发育中第一个被形成的器官,心脏的发育被一系列心脏核心转录因子紧密的控制。Nkx2-5是心脏核心转录因子之一,在第一和第二场祖细胞形成时开始表达,是心脏祖细胞最早的标志之一。Nkx2-5从心脏祖细胞到成年心肌中都有表达,在胚胎和新生小鼠心脏中高表达,但在成熟心脏里表达水平比较低。之前大量的研究证明Nkx2-5在转录水平上受到许多转录因子和Nkx2-5基因自身上游顺式调控元件的调控。这些调控可以控制Nkx2-5在不同时间和组织表达。但Nkx2-5的转录后调控尤其是在蛋白翻译和RNA稳定性水平上的调控还没有报道。通过分析胚胎期,出生后和成年心脏中Nkx2-5的uRNA和蛋白质水平,我们发现在不同时期Nkx2-5的转录强度与蛋白表达水平并不是一致的,虽然转录水平相似但翻译的蛋白却相差很大,这表明转录后调控在Nkx2-5的表达中发挥重要作用。通过一系列分子水平的表达分析,我们发现Nkx2-5的5'UTR特别是5'UTR的中间70nt发挥着强烈的翻译抵制功能。另外,我们发现RNA解旋酶RHAU与Nkx2-5的mRNA有直接的相互作用,RHAU可以促进Nkx2-5 mRNA的翻译与降解。在心肌中删除RHAU导致Nkx2-5的mRNA在细胞质中大量积累,但是由于不能有效翻译Nkx2-5的蛋白水平在RHAU删除后却是下降的。在删除RHAU的心肌细胞中重新导入RHAU恢复Nkx2-5的mRNA水平。Nkx2-5对心脏的发育是必不可少的,而且对于成年心肌细胞的存活Nkx2-5也起着重要作用。RHAU对Nkx2-5的转录后调控预计在心脏发育和成熟心脏功能中有很大影响。我们通过特异性基因敲除技术制作了在早期心脏中特异删除Rhau的小鼠,我们发现在胚胎期删除RHAU会引起心脏发育缺陷并导致胚胎致死。在RHAU删除的心脏中我们发现一些Nkx2-5的下游基因MHC, MLC2V和connexin45的表达受到影响。为了研究RHAU在出生后的心脏中的作用,我们特异的出生后的心脏中删除RHAU,我们发现出生后的心脏RHAU缺失导致渐进心力衰竭。综上所述,我们的研究揭示了转录后调控对Nkx2-5表达的重要性。RHAU作为Nkx2-5的一个重要的转录后调节者在心脏发育和功能中发挥重要作用。了解心脏重要基因的转录后调控,可以帮助我们更好地理解心脏的正常形态发生和先天性心脏疾病。
【关键词】：Nkx2-5 RHAU RNA解旋酶 转录后调控 心脏缺陷
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R725.4;Q78
【目录】：

• Abstract5-7
• 中文摘要7-9
• Abbreviation9-11
• Chapter Ⅰ:Review11-49
• 1. Congenital heart disease12-15
• 1.1 Atrial septal defect12-13
• 1.2 Ventricular septal defect13
• 1.3 Patent ductus arteriosus13-15
• 1.4 Aortic Stenosis15
• 1.5 Pulmonary Stenosis15
• 2. Signaling regulation in heart development15-23
• 2.1 Heart development program16-19
• 2.2 Core transcription factors in heart development19-23
• 2.2.1 Nkx2-519-22
• 2.2.2 GATA422-23
• 2.2.3 TBX523
• 3. Regulation of gene expression23-35
• 3.1 Transcriptional control23-25
• 3.2 Post-transcriptional regulation25-35
• 3.2.1 Pre-mRNA splicing26
• 3.2.2 mRNA nuclear export26-29
• 3.2.3 Translational control29-32
• 3.2.4 mRNA stability and degradation32-34
• 3.2.5 RNA helicase34-35
• Summary and prospective35-36
• References36-49
• Chapter Ⅱ RHAU regulates Nkx2-5 mRNA stability and translationefficiency49-76
• 1. Introduction50-51
• 2. Materials and methods51-56
• 3. Results56-70
• 3.1 Expression of Nkx2-5 in heart is controlled at the transcriptional and post-transcriptional level at different stages56-57
• 3.2 5'UTR of Nkx2-5 mRNA inhibits its translation57-63
• 3.3 RHAU physically interacts with Nkx2-5 mRNA63-64
• 3.4 Loss of RHAU in cardiomyocyte inhibits Nkx2.5 mRNA translation and degradation64-70
• 4. Discussion70-71
• 5. References71-76
• Chapter Ⅲ Deletion of RHAU in the heart causes embryonic lethality and postnatal heart failure76-99
• 1. Introduction77-78
• 2. Materials and methods78-81
• 3. Results81-93
• 3.1 RHAU regulates Nkx2-5 mRNA translation and degradation in heart81-84
• 3.2 Loss of RHAU in embryonic heart results in severe hypoplasia and lethality84-88
• 3.3 Deletion of RHAU in postnatal cardiomyocytes results in dilated cardiomyopathy88-93
• 4. Discussion93-95
• 5. References95-99
• 致谢99-100
• Publications100-102

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本文编号：519875