miR-125b和miR-221在J亚群禽白血病病毒感染过程中作用机制研究

发布时间：2020-06-14 03:41

【摘要】：J亚群禽白血病(Avian Leukosis,AL)是由J亚群禽白血病病毒(subgroup J Avian Leukosis virus,ALV-J)感染引发的髓细胞瘤及多发性器官肿瘤的传染病。ALV-J诱导肿瘤产生不仅因为来自病毒基因的整合、也受到宿主自身的调控。microRNAs(miRNAs)是一个22 nt左右的非编码RNA分子,其通过种子区与靶基因3’-UTR的结合,抑制靶基因的翻译或降解其mRNA而负性调控靶分子。研究证明miRNAs分子对生命进程的调控几乎涉及到生命活动各个方面,在细胞层面的调控包括周期、增殖、分化、凋亡等各个细胞生物学进程。本实验室前期研究表明,ALV-J感染的鸡肿瘤组织中,gga-miR-221和gga-miR-125b均显著差异表达,而它们在人上已经作为与肿瘤密切相关的致瘤因子而被广泛研究。因此本项目以宿主miR-125b和miR-221分子为研究对象,从分子水平上揭示这两个micro RNAs分子在ALV-J致瘤过程中的可能作用机制。miR-125b分子与细胞生物进程密切相关,为了研究其在ALV-J感染致瘤中可能的作用机制,首先通过生物信息学方法以及荧光素酶报告系统筛选验证得到miR-125b的4个靶分子为KLF13,PAFAH1B1,PRDM1和Sema4D。然后通过STRING软件对所得4个靶基因分别进行蛋白互作网络分析,发现KLF13,PAFAH1B1和PRDM1与细胞活性、细胞骨架或转录调控因子等肿瘤生成过程相关,Sema4D具有促进肌动蛋白细胞骨架重组,细胞信号传导,血管生成等与肿瘤生成密切相关的作用。进一步对Sema4D分子在ALV-J感染的组织和细胞内表达量检测,发现ALV-J可以导致Sema4D的上调表达。对细胞凋亡过程中的功能研究发现Sema4D具有抑制禽多种细胞凋亡作用。以上表明Sema4D分子可能作为致瘤基因而促进鸡体的肿瘤生成。已有报道miR-221在肿瘤生成过程中发挥了重要作用,为了揭示其在ALV-J导致的肿瘤中发挥的作用,首先通过生物信息学方法以及荧光素酶报告系统预测并验证了miR-221的一个靶分子为CDKN1B。然后构建了ALV-J感染的动物模型以及体外DF1细胞病毒感染模型,通过相对荧光定量方法检测ALV-J感染组织内以及DF1细胞内CDKN1B表达量与ALV-J感染的关系。结果表明ALV-J的感染在体内体外均下调CDKN1B表达。进一步对miR-221及其靶基因CDKN1B功能研究发现ALV-J,miR-221和CDKN1B-siRNA-846具有促进DF1细胞增殖活性及G1/S周期转化的作用。而miR-221抑制物和CDKN1B过表达具有与之相反的作用。ALV-J感染细胞的miR-221敲低实验和CDKN1B过表达实验表明miR-221抑制物和CDKN1B具有抑制ALV-J对细胞增殖和周期促进的作用。以上均表明ALV-J在促进肿瘤生成过程中通过miR-221抑制CDKN1B的作用而促进肿瘤相关细胞生物学进程。最后对细胞周期通路分析发现ALV-J对细胞周期和增殖活性的促进作用实质上是miR-221通过抑制CDKN1B而释放了CDKN1BCDK2/CDK6通路中CDK2和CDK6的表达而发挥的促进细胞周期作用。本研究鉴定了miR-125b的4个与肿瘤生成相关的靶分子,其中Sema4D具有抑制禽多种细胞凋亡的功能,是一个潜在的致瘤基因;鉴定了miR-221的1个靶分子CDKN1B,以及在鸡体内ALV-J通过miR-221-CDKN1B-CDK2/CDK6通路促进细胞过度增殖的新的致瘤通路。本研究为ALV-J致病性的研究提供了新思路和ALV-J防治的潜在靶标,也为进一步抗病毒、抗肿瘤的研究奠定了基础。 【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S852.65

【图文】：

靶基因,类目,进程

图 2.1 TargetScan 和 miRDB 对 miR-125b 靶基因的预测个数Figure 2.1 number of miR-125b targets predicted by TargetScan and miR析所有 273 个靶基因进行生物进程，分子功能以及细胞组成所有靶基因的功能富集为 18 个类目，，其中包括 microR进程相关等类目。

靶基因,分析预测,富集,类目

中国农业科学院硕士学位论文第二章 miR-125b在 ALV-J致瘤中的作用机制图 2.1 TargetScan 和 miRDB 对 miR-125b 靶基因的预测个数Figure 2.1 number of miR-125b targets predicted by TargetScan and miRDB2.3.2 GO 富集分析对预测得到的所有 273 个靶基因进行生物进程，分子功能以及细胞组成成分的 GO 富集分析发现 miR-125b 所有靶基因的功能富集为 18 个类目，其中包括 microRNA 生成进程相关类目，以及多种细胞进程相关等类目。

【参考文献】