Mẫu biểu thị microRNA và gen trong sự khác biệt của tế bào gốc phôi người

Journal of Translational Medicine - Tập 7 - Trang 1-17 - 2009
Jiaqiang Ren1, Ping Jin1, Ena Wang1, Francesco M Marincola1, David F Stroncek1
1Department of Transfusion Medicine, Clinical Center, National Institute of Health, Bethesda, USA

Tóm tắt

Các đặc điểm độc nhất của tế bào gốc phôi người (hES) khiến chúng trở thành nguồn ứng viên tốt nhất cho cả liệu pháp thay thế tế bào và nghiên cứu phát triển. Tuy nhiên, các cơ chế phân tử chịu trách nhiệm cho việc duy trì đồng thời các đặc tính tự làm mới và trạng thái không phân hóa của chúng vẫn chưa rõ ràng. MicroRNA không mã hóa (miRNA) điều chỉnh sự cắt mRNA và ức chế dịch protein mã hóa thể hiện các mẫu biểu hiện theo thời gian hoặc theo loại mô và chúng đóng vai trò quan trọng trong thời gian phát triển. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phân tích mẫu biểu hiện miRNA và gen giữa các mẫu từ 3 dòng tế bào hES (H9, I6 và BG01v), các cấu trúc phôi biệt hóa (EB) được lấy từ tế bào H9 tại các điểm thời gian khác nhau, và 5 loại tế bào người trưởng thành bao gồm Tế bào Nội mô Vi mạch Người (HMVEC), Tế bào Nội mô Tĩnh mạch Rốn Người (HUVEC), Tế bào Cơ trơn Động mạch Rốn (UASMC), Tế bào Astrocyte Người Bình thường (NHA), và Tế bào Nhu mô Phổi (LFB). Phân tích này đã chỉ ra rằng có 104 miRNAs và 776 gen được biểu hiện khác biệt giữa ba loại tế bào. Các miRNA và gen được chọn có sự biểu hiện khác biệt đã được xác nhận và kiểm tra thêm bằng phương pháp PCR thời gian thực định lượng (qRT-PCR). Đặc biệt, các thành viên của cụm miR-302 trên nhiễm sắc thể 4 và cụm miR-520 trên nhiễm sắc thể 19 đã được biểu hiện cao trong các tế bào hES không phân hóa. Các miRNAs trong hai cụm này thể hiện mức biểu hiện tương tự. Các thành viên của hai cụm này chia sẻ một trình tự hạt giống đồng thuận 7-mer và các gen mục tiêu của chúng có chức năng chồng chéo. Trong số các gen mục tiêu, các gen có chức năng sửa đổi cấu trúc nhiễm sắc nguyên liệu được làm giàu, gợi ý một vai trò trong việc duy trì cấu trúc nhiễm sắc. Chúng tôi cũng phát hiện rằng mức độ biểu hiện của các thành viên của hai cụm, miR-520b và miR-302c, có tương quan nghịch với các gen mục tiêu của chúng dựa trên phân tích biểu hiện gen. Chúng tôi đã xác định được các mẫu biểu hiện của miRNAs và bản sao gen trong sự không phân hóa của tế bào gốc phôi người; trong số các miRNAs được biểu hiện cao trong tế bào gốc phôi không phân hóa, cụm miR-520 có thể tham gia chặt chẽ vào chức năng của tế bào hES và mối liên hệ của nó với cấu trúc nhiễm sắc cần được nghiên cứu thêm.

Từ khóa

#tế bào gốc phôi người #microRNA #gen #sự khác biệt #biểu hiện gen

Tài liệu tham khảo

Bartel DP: MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function. Cell. 2004, 116 (2): 281-297. 10.1016/S0092-8674(04)00045-5.

Boyerinas B, Park SM, Shomron N, Hedegaard MM, Vinther J, Andersen JS, Feig C, Xu J, Burge CB, Peter ME: Identification of let-7-regulated oncofetal genes. Cancer Res. 2008, 68 (8): 2587-2591. 10.1158/0008-5472.CAN-08-0264.

Korpal M, Lee ES, Hu G, Kang Y: The miR-200 family inhibits epithelial-mesenchymal transition and cancer cell migration by direct targeting of E-cadherin transcriptional repressors ZEB1 and ZEB2. J Biol Chem. 2008, 283 (22): 14910-14914. 10.1074/jbc.C800074200.

Iorio MV, Visone R, Di Leva G, Donati V, Petrocca F, Casalini P, Taccioli C, Volinia S, Liu CG, Alder H: MicroRNA signatures in human ovarian cancer. Cancer Res. 2007, 67 (18): 8699-8707. 10.1158/0008-5472.CAN-07-1936.

Sempere LF, Christensen M, Silahtaroglu A, Bak M, Heath CV, Schwartz G, Wells W, Kauppinen S, Cole CN: Altered MicroRNA expression confined to specific epithelial cell subpopulations in breast cancer. Cancer Res. 2007, 67 (24): 11612-11620. 10.1158/0008-5472.CAN-07-5019.

Ivanovska I, Ball AS, Diaz RL, Magnus JF, Kibukawa M, Schelter JM, Kobayashi SV, Lim L, Burchard J, Jackson AL: MicroRNAs in the miR-106b family regulate p21/CDKN1A and promote cell cycle progression. Mol Cell Biol. 2008, 28 (7): 2167-2174. 10.1128/MCB.01977-07.

Gonzalez I, Dejean S, Martin P, Baccini A: CCA: An R Package to Extend CanonicalCorrelation Analysis. Journal of Statistical Software. 2008, 23 (12): 1-14.

Takamizawa J, Konishi H, Yanagisawa K, Tomida S, Osada H, Endoh H, Harano T, Yatabe Y, Nagino M, Nimura Y: Reduced expression of the let-7 microRNAs in human lung cancers in association with shortened postoperative survival. Cancer Res. 2004, 64 (11): 3753-3756. 10.1158/0008-5472.CAN-04-0637.

Sampson VB, Rong NH, Han J, Yang Q, Aris V, Soteropoulos P, Petrelli NJ, Dunn SP, Krueger LJ: MicroRNA let-7a down-regulates MYC and reverts MYC-induced growth in Burkitt lymphoma cells. Cancer Res. 2007, 67 (20): 9762-9770. 10.1158/0008-5472.CAN-07-2462.

Wang W, Mullikin-Kilpatrick D, Crandall JE, Gronostajski RM, Litwack ED, Kilpatrick DL: Nuclear factor I coordinates multiple phases of cerebellar granule cell development via regulation of cell adhesion molecules. J Neurosci. 2007, 27 (23): 6115-6127. 10.1523/JNEUROSCI.0180-07.2007.

Driller K, Pagenstecher A, Uhl M, Omran H, Berlis A, Grunder A, Sippel AE: Nuclear factor I × deficiency causes brain malformation and severe skeletal defects. Mol Cell Biol. 2007, 27 (10): 3855-3867. 10.1128/MCB.02293-06.

Steele-Perkins G, Plachez C, Butz KG, Yang G, Bachurski CJ, Kinsman SL, Litwack ED, Richards LJ, Gronostajski RM: The transcription factor gene Nfib is essential for both lung maturation and brain development. Mol Cell Biol. 2005, 25 (2): 685-698. 10.1128/MCB.25.2.685-698.2005.

Kruger J, Rehmsmeier M: RNAhybrid: microRNA target prediction easy, fast and flexible. Nucleic Acids Res. 2006, W451-454. 10.1093/nar/gkl243. 34 Web Server