人NK细胞lncRNA表达分析及调控CD56的lncRNA研究

发布时间：2017-09-04 11:18

  本文关键词：人NK细胞lncRNA表达分析及调控CD56的lncRNA研究

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【摘要】：机体的固有免疫系统是由多种细胞所组成,这些细胞能形成快速免疫应答,保护机体免受外界病原体的攻击。自然杀伤细胞即NK细胞是一类具有细胞毒性的固有淋巴细胞,在机体抗病原体和抗肿瘤应答中发挥重要作用。NK细胞能释放穿孔素和颗粒酶,并且NK细胞可以通过其表面表达的Fas-L与靶细胞表面表达的死亡受体Fas结合,诱导靶细胞凋亡。活化的NK细胞也能产生促炎性细胞因子如Y干扰素,进一步促进机体的固有和适应性免疫应答。从传统的NK细胞被发现至今已有40多年历史,关于NK细胞的发育和功能也有很多研究,但是是调控NK细胞发育、分化和功能的机制尚不清楚。“RNA世界假说”认为早期生命的基础是RNA,然后RNA将遗传信息转交给更为稳定的DNA,将催化功能转交给更多样且全能的蛋白质。于是,尽管RNA在早期翻译和剪接中发挥重要作用,但是其却被大多数观点认为只是基因和蛋白质的中间体,即中心法则“DNA产生RNA产生蛋白”。然而,研究发现复杂有机体的基因组大部分被转录为RNA,并且发现了一类新型的发挥调节作用的非编码RNA (non-coding RNAs, ncRNAs).虽然现在大多数研究集中在较短的RNA上,越来越多的研究却发现有一类较长的转录本,它们不编码蛋白,但能以RNA的形式发挥功能。尽管现在对这类转录本没有一个公认的分类,但long ncRNAs被认为是一类长度大于200个核苷酸的RNA分子,可能对细胞的发育、分化和功能发挥有重要调控作用。在本研究中,我们分离并纯化了人早孕蜕膜NK(dNK)、外周血NK(pNK)、脐血NK细胞(cNK)和人外周血T细胞,以T细胞为对照,对这四种细胞进行了人长链非编码RNA的芯片分析。我们取得了以下几个方面的结果：1、我们分析了四种细胞分别高表达的lncRNA,发现它们具有各自不同的lncRNA表达谱,这也与之前认为lncRNA的表达与蛋白相比具有更多细胞特异性的观点相符,这些不同的lncRNA可能在细胞发育或功能中发挥直接或间接的调控作用。2、我们分析了三种NK细胞交叉表达的lncRNA,针对lncRNA的表达对三种细胞相关性进行了分析,我们发现外周血NK细胞(pNK)和人脐带血NK细胞(cNK)的相关性比较高,而早孕蜕膜NK(dNK)与它们相关性相对较低。这也与之前的观点及本室之前的研究结果相符,即人外周血NK和脐带血NK是表型相对较成熟的NK细胞,杀伤能力较强；而人蜕膜NK是表型相对较不成熟的NK细胞,杀伤能力较弱。3、由于lncRNA的功能反映于其作用的靶基因上,于是我们对lncRNA可能作用的靶基因进行了聚类分析。根据NK细胞的主要功能,我们将靶基因分为三类：分化、杀伤、细胞因子分泌。分析发现可能调控这些靶基因的lncRNA在pNK和cNK中的表达相较于dNK中的表达有明显差异,这也提供了另一种分子机制,即这些差异表达的lncRN A调控了靶基因的表达,从而导致不同亚群NK细胞功能不同。4、最后我们对dNK细胞中高表达的一条lncRNA进行了分析,这条lncRNA在dNK中高表达,pNK和cNK表达次之,T细胞中几乎不表达。由于其在基因组上的位置与CD56,即NK细胞上一个标志性的表面分子相重叠,位于CD56的第一个内含子区,因此我们将其命名为lnc-CD56。研究发现将其敲低之后,CD56的表达也随之下调,表明其能调控CD56的表达。综上,我们研究的创新之处在于首次对NK细胞进行了lncRNA的芯片检测,并且对芯片数据进行了系统性的生物信息学分析,并根据靶基因进行聚类分析,发现了一系列可能在NK细胞分化、行使杀伤功能或分泌细胞因子过程中发挥作用的lncRNA,为将来对NK细胞发育分化的分子机制研究提供了有用的数据资源。此外,我们还发现了一条能调控用于区分NK细胞的标志性表面分子CD56的lncRNA,并将其命名为lnc-CD56,我们发现它能正向调控CD56的表达,并可能促进NK细胞的谱系发育,这可能为以后的NK细胞体外培养提供新的能更快更多获得NK细胞的方法。
【关键词】：自然杀伤细胞 长链非编码RNA CD56 分化 杀伤 细胞因子分泌
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R392
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 符号说明10-14
• 第1章 绪论(NK细胞发育及成熟的调控机制)14-29
• 1.1 NK细胞概述14-16
• 1.2 NK细胞发育分化过程中基因的调控16-20
• 1.2.1 NK细胞发育早期阶段转录因子的作用16-17
• 1.2.2 NK细胞发育成熟阶段转录因子的作用17-19
• 1.2.3 调控NK细胞效应和记忆功能的因子19-20
• 1.3 microRNA在NK细胞发育分化中的作用20-22
• 1.3.1 调控效应分子IFNγ、GZMB和PRF的miRNA20-21
• 1.3.2 调控NK细胞活化的miRNA21-22
• 1.3.3 调控NK细胞发育和成熟的miRNA22
• 1.4 长链非编码RNA对基因的调控22-29
• 1.4.1 长链非编码RNA概述22-23
• 1.4.2 长链非编码RNA对造血系统的调控23-29
• 参考文献29-38
• 第2章 NK细胞长链非编码RNA表达谱分析38-78
• 2.1 引言38-39
• 2.2 实验材料仪器和方法39-56
• 2.2.1 实验材料39-45
• 2.2.2 实验仪器45-46
• 2.2.3 实验方法46-56
• 2.3 实验结果56-75
• 2.3.1 人早孕蜕膜NK、新生儿脐带血NK、外周血NK和外周血T细胞具有不同的lncRNA表达谱56-60
• 2.3.2 不同NK细胞亚群具有不同的lncRNA表达谱60-64
• 2.3.3 人NK细胞潜在的功能性lncRNA鉴定64-68
• 2.3.3.1 可能参与人NK细胞细胞毒性的lncRNA的鉴定64-66
• 2.3.3.2 可能参与人NK细胞细胞因子分泌的lncRNA的鉴定66-67
• 2.3.3.3 可能参与人NK细胞细胞分化的lncRNA的鉴定67-68
• 2.3.4 lnc-CD56在人NK细胞中高表达68-72
• 2.3.5 lnc-CD56能调控CD56的表达72-75
• 2.4 讨论及总结75-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-83
• 硕士在读期间取得的研究成果83

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本文编号：791220