MicroRNA調(diào)控動(dòng)物脂肪細(xì)胞的分化

1、ISS N 100727626C N 1123870Q中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào)2009年 4月 25(4 :321326 綜述MicroRNA 調(diào)控動(dòng)物脂肪細(xì)胞的分化李國(guó)喜1 ,2, 寧小敏 1 , 康相濤 2 , 楊公社1 3(1 西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物脂肪沉積與肌肉發(fā)育實(shí)驗(yàn)室 , 陜西 楊凌 712100;2河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院 , 河南 鄭州 450002摘要 MicroRNA (miRNA 屬于非編碼小調(diào)節(jié) RNA , 在動(dòng)物細(xì)胞的增殖 、 分化 、 凋亡和代謝等許多生物學(xué)過(guò)程中具重要作用 . 研究顯示大量 miRNA 也參與動(dòng)物脂肪細(xì)胞的分化調(diào)節(jié) , 在前體脂肪細(xì)胞 向成熟脂肪細(xì)

2、胞的分化過(guò)程中具有多種功能 . 目前的研究結(jié)果表明 , 這些 miRNA 在脂肪細(xì)胞分化 的早期或后期通過(guò)其靶基因發(fā)揮功能 , 如 miR 217292和 miR 2143Rb 2p 130和ERK 5BMK 1調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞分化 , miRNA在脂肪細(xì)胞分化中的功能 , , 性疾病治療的潛在靶點(diǎn) . 關(guān)鍵詞 MicroRNA ; 脂肪細(xì)胞 ; 中圖分類號(hào) R363R egulate Animal s Adipocyte DifferentiationLI G uo 2X i1 ,2, NI NG X iao 2Min 1 , K ANG X iang 2T ao 2 , Y ANG G ong

3、 2She1 3(1 Laboratory o f Animal Fat Deposition and Muscle Development , Northwest A &FUniver sity , Yangling 712100, Shaanxi , China ;2College o f Animal Husbandry &VeterinaryScience , H enan Agricultural Univer sity , Zhengzhou 450002, H enan , China Abstract MicroRNAs (miRNAs are small ,n

4、on 2coding regulatory RNAs that play im portant roles in many biological processes in mammalian cells , including proliferation , differentiation , apoptosis and metabolism. The present studies im plicated that a number of miRNAs participated in the regulation of adipocyte differentiation and played

5、 various roles during the differentiation processes from pre 2adipocyte to mature adipocyte. These miRNAs function through binding to the target genes at both early or later stage of differentiation. F or exam ple , the over 2expression of miR 217292and miR 2143prom ote adipocyte differentiation in

6、the cell culture systems by binding to target gene Rb 2p 130and ERK 5BMK , respectively. Therefore , understanding the functions of m ore miRNAs in adipocyte differentiation will help to explore the m olecular mechanism of fat formation , and might lead to the discovery of potential therapeutic targ

7、ets for lipid metabolic diseases.K ey w ords microRNAs ; adipocyte ; differentiation收稿日期 :2008211213; 接受日期 :2008212229國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃 (863計(jì)劃 ,N o 12006AA10Z 1383聯(lián)系人 T el :029287092430; Fax :029287092430;Received :N ovember 13,2008;Accepted :December 29,2008Supported by National High T echnology Research

8、 and Development Program of China (863Program , N o 12006AA10Z 1383C orresponding author T el :029287092430; Fax :029287092430; MicroRNA (miRNA 為 1922個(gè)核苷酸 (nt 的非 編碼小調(diào)控 RNA , 它可通過(guò)與 mRNA 的 3 非翻譯區(qū) (3 2UTR 互補(bǔ)序列的堿基配對(duì) , 對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后調(diào)控 1. 自第一個(gè) miRNA lin 24由線蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)至今 2, 對(duì) miRNA 的生物學(xué)已有比較系統(tǒng)的研 究 . miRNA 廣泛存在于病毒 、

9、動(dòng)物和植物等許多生物的基因組中 3,4, 其編碼基因大多與已知的蛋白編碼或非編碼基因重疊 5, 且多以基因簇形式位于小于 310kb 的間隔區(qū)內(nèi) , 與其宿主基因的 mRNA 一起表 達(dá) . 目前 , 基于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的生物信息學(xué)預(yù)測(cè)估計(jì) ,miRNA 約占整個(gè)基因組基因的 2%3%6, 這些基因經(jīng) RNA 聚合酶 II 轉(zhuǎn)錄生成長(zhǎng)約數(shù)千個(gè)堿基 , 具有 3 2polyA 和 5 2帽結(jié)構(gòu)的初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 pri 2miRNA 7, pri 2miRNA 被加工成長(zhǎng)約 6575nt 、 具有頸 2環(huán)結(jié)構(gòu) 的前體 pre 2miRNA 后再被轉(zhuǎn) 運(yùn) 到 細(xì) 胞 質(zhì) 中 8, 被 Dicer 酶剪切形

10、成短的 miRNA 雙鏈體 , 雙鏈體被螺旋 酶作用迅速解旋 , 生成單鏈 miRNA 成熟體 9; 成熟 miRNA 通過(guò)翻譯抑制或 mRNA 降解發(fā)揮作用 10. 在 動(dòng)物體 , 大多數(shù) miRNA 是通過(guò)與靶 mRNA 的 3 2UTR 互補(bǔ)序列的不完全互補(bǔ)配對(duì) , 從而抑制 mRNA 的蛋 白翻 譯 , 預(yù) 測(cè) 表 明 , 超 過(guò) 13的 人 類 基 因 可 能 受 miRNA 的調(diào)節(jié) 11. 截至目前為止 , miRBase 數(shù)據(jù)庫(kù) (http :microrna. sanger. ac. uk 已收錄了 87個(gè)物種 的 8520種 miRNA 序列 , 其中大部分 miRNA 存在

11、空 間和時(shí)間上的表達(dá)以及物種間的進(jìn)化保守性 , 雖然 大部分 miRNA 功能尚不清楚 , 但一些研究證明 , miRNAs 參與動(dòng)物細(xì)胞的增殖 、 分化 、 凋亡 12,13和脂 類代謝 14等許多生命過(guò)程 .分泌器官 , ,( . 因此 , 有關(guān)脂肪的關(guān)注 . 脂肪形成過(guò)程包括脂肪細(xì)胞增殖和分化 , 其 相關(guān)分子機(jī)制已有廣泛的研究報(bào)道 , 而最近的研究 顯示 , 脂肪形成過(guò)程中大量的 mRNA 也潛在地受 miRNA 的靶作用 15, 一些 miRNA 能夠明顯地調(diào)節(jié)脂 肪細(xì) 胞 的 分 化 和 功 能 1618. miRNA 作 為 小 調(diào) 控 RNA , 研究其對(duì)脂肪細(xì)胞分化的調(diào)節(jié)作用

12、 , 可以從一 個(gè)新的角度了解脂肪組織的生長(zhǎng)發(fā)育機(jī)理 , 本文就 此方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述 .1 動(dòng)物脂肪細(xì)胞分化過(guò)程受許多 MicroRNA 的調(diào)節(jié) miRNA 的表達(dá)具有明顯的組織特異性 . 一些研 究表明 , 在動(dòng)物脂肪組織及脂肪細(xì)胞分化過(guò)程中存 在大量 miRNA 的表達(dá) . K ajim oto 等 17對(duì) 3T 32L1前體 脂肪細(xì)胞分化期間 miRNA 的表達(dá)情況進(jìn)行了檢測(cè) , 構(gòu)建了 3T 32L1細(xì)胞前體和分化后第 1、 9d 的 3個(gè)階 段 miRNA 文庫(kù) , 從中篩選鑒定出了 80種 (其中 3個(gè) 為新鑒定的 miRNA ; 并通過(guò) N orthern 印跡對(duì) 102種

13、 miRNA (包括本研究鑒定的 80種和 22種已公布報(bào) 道的 在脂肪生成過(guò)程的表達(dá)進(jìn)行了分析驗(yàn)證 , 確定 有 65種 miRNA 在脂肪形成過(guò)程中存在表達(dá) , 其中 21種 miRNA 的表達(dá)出現(xiàn)上調(diào)或下調(diào) . Esau 等 16應(yīng) 用芯片技術(shù)研究了人前體脂肪細(xì)胞和分化后細(xì)胞的 miRNA 表達(dá)譜 , 確定了脂肪細(xì)胞中相對(duì)于前體脂肪 細(xì)胞的 254種差異表達(dá) miRNA , 并從中篩選了 22種 在人脂肪細(xì)胞分化過(guò)程中差異表達(dá)的 miRNA. G u 等 19通過(guò)克隆測(cè)序方法從牛脂肪組織篩選鑒定到 45種 miRNA , 其中 2種為新鑒定到的 ; 應(yīng)用核糖核 酸酶保護(hù)分析 (ribon

14、uclease protection assay ,RPA , 對(duì) 其中 12種 miRNA 在牛 13種不同組織中的表達(dá)情況 進(jìn)行分析顯示 , 除脂肪組織外 , 這些 miRNA 在其它 組織也有表達(dá) . 分析上述結(jié)果顯示 , 在 Esau 所列 22種人脂肪細(xì)胞分化過(guò)程中差異表達(dá)的 miRNA 和 K ajim oto 所列 21種 3T 32L1前體脂肪細(xì)胞分化期間 差異表達(dá)的 miRNA 中 , 除 miR 2143外 , 兩者沒(méi)有相同 的 miRNA , 這說(shuō)明與脂肪細(xì)胞分化和功能相關(guān)的 miRNA . 就表達(dá)情況 , 除脂肪 組 織 外 , 這 些 .Hackl 等 15利用含 2

15、7000多個(gè) EST 的小鼠芯片 檢測(cè)了 3T 32L1前體脂肪細(xì)胞分化過(guò)程中的轉(zhuǎn)錄表 達(dá)譜 , 從中共確定 780個(gè)差異表達(dá)的 EST; 通過(guò)生物 信息學(xué)方法 , 對(duì)其中 395個(gè) EST (它們僅含有 1個(gè) 3 2 UTR 的 3 2非翻譯區(qū)序列進(jìn)行分析預(yù)測(cè)顯示 ,71%差異表達(dá)基因可能受 miRNA 的調(diào)節(jié) , 且許多被預(yù)測(cè) 受 miRNA 調(diào) 控 的 mRNA 都 編 碼 轉(zhuǎn) 錄 因 子 , 因 此 miRNA 的調(diào)控效果可能被放大 . 人多潛能脂肪組織 衍生干細(xì)胞 (human multipotent adipose tissue 2derived stem cell ,hMADS

16、是一個(gè)具有正常核型和自我更新 以及向不同細(xì)胞類型分化和體內(nèi)再生能力的細(xì)胞 系 20, 21. Scheideler 等 22對(duì) hMADS 向成脂和成骨方 向分化的基因表達(dá)譜進(jìn)行過(guò)研究 , 發(fā)現(xiàn)成脂細(xì)胞和 成骨細(xì)胞在定型前出現(xiàn)基因阻遏 (gene repression 現(xiàn) 象 , 與成脂和成骨分化相關(guān)的基因大部分被下調(diào) , 并 從中篩選確定了 1606個(gè)在細(xì)胞定型前后的差異表 達(dá)基因 . 對(duì)這些基因的 3 2UTR 序列進(jìn)行分析表明 , 所有差異表達(dá)基因的 3 2UTR 序列至少都存在一個(gè) 與 470種人 miRNA 的 72nt 種子序列 (72nt seed , 位于 5 末端的 228個(gè)

17、堿基 的精確反義匹配 . 這表明 , 對(duì)決 定細(xì)胞命運(yùn)具有重要作用的細(xì)胞終末定型前的基因 阻遏作用可能受 miRNA 的介導(dǎo)和調(diào)控 . 這些研究表 明 , 在脂肪形成過(guò)程中 , 從脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞到前體 脂肪 細(xì) 胞 , 再 到 成 熟 脂 肪 細(xì) 胞 的 分 化 均 受 許 多 miRNA 的調(diào)控 , 這些 miRNA 在調(diào)控脂肪細(xì)胞分化和 功能方面發(fā)揮著重要的動(dòng)態(tài)作用 .目前 , 基于生物信息學(xué)預(yù)測(cè)的 miRNA 調(diào)節(jié)動(dòng)物 脂肪細(xì)胞分化的功能尚未得到試驗(yàn)驗(yàn)證 ; 而基于克223中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào) 25卷 隆測(cè)序和芯片技術(shù)篩選確定的脂肪形成相關(guān) miRNA 也僅 局 限 在 一 些

18、細(xì) 胞 系 和 少 數(shù) 物 種 , 且 大 多 數(shù) miRNA 的功能尚不清楚 . 單個(gè) miRNA 對(duì)動(dòng)物脂肪細(xì) 胞分化調(diào)節(jié)功能的研究報(bào)道還很少 , 目前僅見(jiàn) miR 2 143和 miR 217292等少數(shù)幾個(gè)物種 1618.2 MicroRNA 促進(jìn)動(dòng)物體外培養(yǎng)脂肪細(xì)胞的 分化 在 miRNA 家族中 , 像 lin 24、 let 27等能明顯改變 表型的 miRNA 只是少數(shù) , 更多的 miRNA 對(duì)基因表達(dá) 則是起著微調(diào)的作用 , 根據(jù) miRNA 與靶基因的互補(bǔ) 程度執(zhí)行從切割到微弱抑制的不同抑制作用 3. 從 目前 miRNA 對(duì)動(dòng)物脂肪細(xì)胞分化調(diào)節(jié)功能研究的 有限報(bào)道看 ,

19、miRNA 對(duì)動(dòng)物脂肪細(xì)胞分化的調(diào)節(jié)功 能也是如此 . miR 2143和 miR 217292等少數(shù) miRNA 具 有明顯的調(diào)節(jié)功能 , 能夠促進(jìn)脂肪細(xì)胞的分化 , 數(shù) miRNA 則發(fā)揮微調(diào)作用 ,肪細(xì)胞的穩(wěn)態(tài) .211K ajim oto 等 17種 miRNA 在 2個(gè)具有不同 特征的亞克隆 3T 32L1前體脂肪細(xì)胞系上的表達(dá)情 況進(jìn)行了檢測(cè) ,2個(gè)細(xì)胞系分別為 #3和 #29, 兩者 分化前在形態(tài)和生長(zhǎng)比率上不存在明顯的差異 , #29在第 9d 表現(xiàn)出高分化潛能 ,100%細(xì)胞可觀察 到明顯的脂肪滴 , 而 #3所有細(xì)胞經(jīng)油紅 O 染色均 沒(méi)觀察到可察覺(jué)的著色現(xiàn)象 ; RT 2

20、PCR 檢測(cè)顯示 , #29分化過(guò)程中 , PPAR 2和 C E BP 的表達(dá)出現(xiàn)上 調(diào) , 而 #3克隆則沒(méi)有 . 從此兩細(xì)胞系中篩選到 21種 miRNA 在 3T 32L1前體脂肪細(xì)胞分化過(guò)程存在差 異表達(dá) , 發(fā)現(xiàn)這些差異表達(dá) miRNA 的明顯變化均發(fā) 生在明顯可見(jiàn)脂肪小滴分化后第 9d , 而在分化后的 第 1、 2或 5d 則沒(méi)有變化 ; 且它們?cè)?#3和 #29兩個(gè) 亞克隆中的表達(dá)存在明顯不同 , miR 2183、 224和 422b 僅在 #29出現(xiàn)上調(diào)表達(dá) , 而 miR 234c 和 98在第 9d 在 #29中的表達(dá)比 #3更豐富 ; 在這些細(xì)胞中 , miR 21

21、03和 miR 2143在更多分化的細(xì)胞中趨向于高 表達(dá) . 當(dāng)于細(xì)胞融合后第 3d 和 5d , 對(duì) 14種上調(diào)表達(dá) 的 miRNA 進(jìn) 行 單 個(gè) 或 多 個(gè) 反 義 寡 核 苷 酸 RNA (Anti 2miR 抑制時(shí) , 結(jié)果發(fā)現(xiàn)抑制它們的功能并不改 變前體脂肪細(xì)胞的分化過(guò)程 , 也不改變脂肪細(xì)胞分 化標(biāo)志基因 PPAR 2、 A 2FABP 、 adiponectin 的 mRNA 水 平 . 這些結(jié)果表明 , 這些 miRNA 對(duì) 3T 32L1前體脂肪 細(xì)胞分化本身沒(méi)有積極的作用 , 而可能與分化后的 脂肪細(xì)胞功能調(diào)節(jié)有關(guān) , 但這種影響可能是微效的 ,輕微下調(diào)這些上調(diào)的 miR

22、NA 對(duì) 3T 32L1前體脂肪細(xì) 胞分化的影響并不表現(xiàn)出來(lái) . 而持久 、 徹底地抑制這 些 miRNA 功能能否對(duì)分化產(chǎn)生明顯影響 , 目前還未 見(jiàn)相關(guān)報(bào)道 .212 MicroRNA 在分化后期促進(jìn)脂肪細(xì)胞的分化 為研究 miRNA 對(duì)培養(yǎng)的人前體脂肪細(xì)胞分化 的影響 ,Esau 等 16將 86種靶向作用于 miRNA 的反 義寡核苷酸 (AS O 于誘導(dǎo)分化前轉(zhuǎn)染人原代前體脂 肪細(xì)胞 ,10d 后通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞中甘油三酯的蓄積和 4個(gè)脂肪細(xì)胞標(biāo)志基因 G LUT 4、 HS L 、 A 2FABP 、 PPAR 2的表達(dá)來(lái)評(píng)價(jià)細(xì)胞分化情況 , 結(jié)果靶向作用于 miR 293和 miR

23、2143的 2個(gè) AS Os 全部抑制了上述 5項(xiàng)脂肪細(xì)胞分化標(biāo)記 ,40以上 let 22. , 脂miR AS O 抑制作用呈濃度依賴性關(guān)系 , 在 300 nm ol L AS O 時(shí) 達(dá) 到 75%最 大 抑 制 效 果 ; 同 時(shí) , N orthern 印跡試驗(yàn)證實(shí) , 脂肪細(xì)胞中 miR 2143表達(dá)要 高于前體脂肪細(xì)胞 , 且 miR 2143在第 4、 10d , 其表達(dá) 水平幾乎增加達(dá) 4倍 . 這表明 , 正常情況下 miR 2143可促進(jìn)脂肪細(xì)胞分化 .213 MicroRNA 在 分 化 早 期 促 進(jìn) 前 體 脂 肪 細(xì) 胞 分化miR 217219簇是由 7個(gè) m

24、iRNA 成員組成 , 它們位 于 13q31. 3染色體 C13orf 25基因的內(nèi)含子 3中 23. Wang 等 18用芯片技術(shù)分析了激素誘導(dǎo)后 2、 4、 8、 12 h 和 1、 2、 6d 的 3T 32L1前體脂肪細(xì)胞的 miRNA 的表 達(dá)譜 , 發(fā)現(xiàn) miR 217292的每一個(gè)成員在各時(shí)間點(diǎn)均 被上調(diào)表達(dá) , 且于誘導(dǎo)后第 4h 和 1d 出現(xiàn) 2個(gè)表達(dá) 高峰 . 用構(gòu)建的能穩(wěn)定轉(zhuǎn)染表達(dá) miR 217292的 3T 32 L1細(xì)胞系研究顯示 ,miR 217292能促進(jìn)脂肪細(xì)胞分 化 . 當(dāng)不進(jìn)行激素誘導(dǎo)而超表達(dá) miR 217292時(shí) ,3T 32 L1前體脂肪細(xì)胞沒(méi)有

25、明顯變化 ; 而當(dāng)激素誘導(dǎo)后 , 轉(zhuǎn)染 miR 217292的 3T 32L1前體脂肪細(xì)胞分化成脂肪 細(xì)胞的速度明顯比轉(zhuǎn)染空載體的細(xì)胞快 , 在細(xì)胞加 速分化的同時(shí)伴隨有脂肪細(xì)胞分化標(biāo)志基因 mRNA 水平的增加 . 這說(shuō)明 , 增強(qiáng) miR 217292的表達(dá)對(duì)脂肪 細(xì)胞分化有很大影響 , 但在沒(méi)有激素誘導(dǎo)的條件下 , miR 217292的上調(diào)不能觸發(fā)脂肪細(xì)胞的分化 , 可見(jiàn) miR 217292對(duì)啟動(dòng)脂肪細(xì)胞分化是必需的 , 但本身不 能獨(dú)自啟動(dòng)脂肪細(xì)胞分化 , 而需要激素的誘導(dǎo) .3 MicroRNA 調(diào)節(jié)動(dòng)物脂肪細(xì)胞分化的機(jī)理 miRNA 主要通過(guò)抑制它的靶基因來(lái)起調(diào)控作 323第

26、4期 李國(guó)喜等 :MicroRNA 調(diào)控動(dòng)物脂肪細(xì)胞的分化 用 . 在生物體內(nèi) ,1個(gè) miRNA 可能作用于多個(gè)靶基因 , 也可能是多個(gè) miRNA 調(diào)控 1個(gè)靶基因 24, 這種 作用構(gòu)成一個(gè)調(diào)控網(wǎng)絡(luò) , 在某些信號(hào)的刺激下 , 從 整體上調(diào)控有機(jī)體的生命活動(dòng) . 因此 ,miRNA 的作用 是通過(guò)其復(fù)雜的靶基因協(xié)同調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的 . 有關(guān)動(dòng)物脂肪細(xì)胞分化中 miRNA 調(diào)節(jié)的靶基因 , Hackl 等 15有較詳細(xì)的分析 . 其對(duì) 3T 32L1前體脂肪細(xì)胞分化過(guò) 程中 篩 選 到 的 395個(gè) 差 異 表 達(dá) 基 因 (僅 含 1個(gè) miRNA 結(jié)合的 3 2UTR 預(yù)測(cè)顯示 , 有 71

27、%為 miRNA 的潛在靶基因 , 這些潛在的靶基因分布在 9個(gè)基因 簇中 , 分別編碼轉(zhuǎn)錄因子 、 酶 、 跨膜蛋白和信號(hào)分子 等 , 其中基因簇 9中的基因多與細(xì)胞外基質(zhì)改造 、 運(yùn) 輸 、 新陳代謝和脂肪細(xì)胞發(fā)育等細(xì)胞過(guò)程相關(guān)的分 子組件有關(guān) . 因此 , 從目前研究看 ,miRNA 對(duì)脂肪細(xì) 胞分化調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)是對(duì)細(xì)胞分化過(guò)程中相關(guān)通路的 分子組件進(jìn)行調(diào)節(jié) .Wang 等 18研究證實(shí) ,miR 2172用于 Rb2p130促進(jìn) 3T 32, 該 調(diào)節(jié)過(guò)程涉及 胞周期調(diào)控 . 一般 2前體脂肪細(xì)胞在體外培養(yǎng) 條件下 , 其分化首先因接觸抑制進(jìn)入生長(zhǎng)停滯 (抑 制 狀態(tài) , 然后通過(guò)激素誘

28、導(dǎo)再次進(jìn)入細(xì)胞周期 , 經(jīng) 過(guò)幾個(gè)周期的克隆擴(kuò)增后 , 因脂肪細(xì)胞標(biāo)志基因如C E BP 、 A 2FABP 、 Lpl 和 PP AR 2等的表達(dá)而調(diào)控脂 肪細(xì)胞進(jìn)入終末分化 25. 其中 , 克隆擴(kuò)增是早期脂肪形成中發(fā)生的關(guān)鍵和必需事件 26, 阻斷細(xì)胞再次進(jìn)入細(xì)胞周期 , 可有效阻止脂肪細(xì)胞的分化 26,27. 而 脂肪細(xì)胞再次進(jìn)入細(xì)胞周期 , 依賴于對(duì)調(diào)控細(xì)胞周 期 G 12S 期轉(zhuǎn)變的 pRB 2E2F 通路的活化 ; 在該通路 中 ,E2F 轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控與細(xì)胞周期進(jìn)程相關(guān)的基因 的表達(dá) , 而 pRB 家族成員通過(guò)形成復(fù)合物來(lái)調(diào)控E2F 活性 28, 尤其 Rb2p130可以和 E

29、2F4和 E2F5形成異二聚體 29導(dǎo)致靶基因的抑制 30. Wang 等 18研 究表明 ,miR 217292的表達(dá)峰值 (分化的第 4h 和 1d 與 3T 32L1前體脂肪細(xì)胞細(xì)胞周期的起始和終止時(shí) 間相一致 , 當(dāng)激素誘導(dǎo) 3T 32L1細(xì)胞分化后 ,miR 217292的表達(dá)增加 , 導(dǎo)致 Rb2p130下降 , 這樣與 E2F4和 E2F5二聚化形成二聚體的 Rb2p130的量不足 , 使 游離 E2F4和 E2F5增加 , 這些游離的 E2F4和 E2F5激 活 E2F 的 靶 基 因 , 觸 發(fā) 細(xì) 胞 進(jìn) 入 細(xì) 胞 周 期 (Fig 11 ; 當(dāng)激素誘導(dǎo) 1d 后 ,mi

30、R 217292的表達(dá)達(dá)到高 峰 , 之后開(kāi)始下降 , 相應(yīng)地增加了 Rb2p130和 E2F 間復(fù)合物的形成 , 從而使 E2F 活性喪失 , 進(jìn)而沉默 E2F 2應(yīng)答基因 , 誘導(dǎo)細(xì)胞退出細(xì)胞周期并進(jìn)入終末分化 .同樣研究證實(shí) , ERK 5BMK 1是 miR 2143調(diào)節(jié)人原代 前 體 脂 肪 細(xì) 胞 分 化 的 靶 基 因 之 一 16. 已 知 ERK 5通過(guò)參與酪氨酸激酶 (MAP 信號(hào)通路來(lái)促進(jìn) 細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖 31, 這種作用可能涉及脂肪細(xì)胞增 殖和分化間的平衡調(diào)節(jié) . 分化脂肪細(xì)胞中 ,miR 2143可能直接通過(guò)與 ERK 5的 3 2UTR 的結(jié)合 , 或者間接 地通過(guò)

31、其它靶基因 , 通過(guò)微效 (或精細(xì) 調(diào)節(jié) MAP 激 酶信號(hào)通路以維持分化狀態(tài) . 但 miR 2143調(diào)節(jié)脂肪 細(xì)胞分化的效果是通過(guò) ERK 5原發(fā)性地被介導(dǎo)或是 通過(guò)其它未知的靶基因產(chǎn)生 , 目前還不清楚 .另外 , 相關(guān)研究顯示 , 在脂肪細(xì)胞分化過(guò)程 , 一些 miRNA 16,17, 一些則 響 后 期 18,22; 有 的 (或精細(xì) 調(diào)節(jié) , 有 ; 而有的 miRNA 發(fā)揮作用 . 目前 , 有關(guān) miRNAs 調(diào)節(jié)動(dòng) 物脂肪細(xì)胞分化的功能研究尚少 , 這些在體外培養(yǎng) 脂肪細(xì)胞上表現(xiàn)出的功能特征 , 與在體研究或在細(xì) 胞系和物種間是否存在差異 , 還有待繼續(xù)研究 .Fig. 1

32、miR 217292cluster accelerates adipocytedifferentiation by negatively regulating tumor 2suppressor Rb2p130 Changes in the com position of E2F com plexes are observed as 3T 32L1preadipocyte cell leave quiescence (G 12phase and enter S 2phase. In quiescent cells , Rb2p130can form heterodimers with E2F4

33、, leading to repression of target gene transcription.miR 217292directly targeted Rb2130,resulting in a decrease of Rb2p130. Insu fficient quantities of Rb2p130with which to dimerize lead to an increase of free E2F4. Then , this activate E2F target genes , triggering reentry into the cell cycle , and

34、 accelerates adipocyte differentiation423中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào) 25卷4 展望目前肥胖 、 型糖尿病等已成為嚴(yán)重危害人類 健康的代謝性疾病 , 它們的病理過(guò)程涉及脂類代謝 和脂肪形成 , 深入理解脂肪形成的分子機(jī)制 , 對(duì)解決 這些疾病的防治問(wèn)題具重要意義 . 研究表明 ,miRNA 不但 調(diào) 控 動(dòng) 物 脂 肪 細(xì) 胞 的 分 化 , 還 參 與 脂 類 代 謝 14,32,33及與脂類代謝相關(guān)的激素內(nèi)分泌調(diào)節(jié) 34, 有的甚至與肥胖 、 型糖尿病等脂類代謝病的基本 病理相關(guān) 35,36. 如 miR 2122直接調(diào)節(jié)體內(nèi)脂類代謝 , 將 miR

35、 2122的反義寡核苷酸投予小鼠可增加肝臟脂 肪酸氧化作用 , 同時(shí)降低脂肪酸合成 33; 刪除 miR 2 14導(dǎo) 致 動(dòng) 物 甘 油 三 酯 和 甘 油 二 酯 水 平 增 加 14; miR 2375通過(guò)靶基因 重組胰島素樣生長(zhǎng)因子 1 (Mtpn 特異性調(diào)節(jié)胰島素分泌 , 過(guò)表達(dá)則抑制葡萄 糖誘導(dǎo)的胰島素分泌 , 而抑制內(nèi)源性 miR 2375可促進(jìn)胰島素分泌 34;miR 2143,分化標(biāo)志基因瘦蛋白 (leptin ,肪敏感激酶 水平密切相關(guān) . 因此 , 它可能促進(jìn)對(duì)肥 胖病理生理相關(guān)脂肪細(xì)胞基因表達(dá)的調(diào)節(jié) 36. 這些 研究事實(shí)表明 , 通過(guò) miRNA 功能的研究 , 可以加

36、深 對(duì)脂肪形成和脂類代謝性疾病的病理生理過(guò)程的分 子機(jī)制了解 , 并將 miRNA 作為這些代謝性疾病治療 的潛在靶點(diǎn) . 目前 , 雖然對(duì) miRNA 調(diào)節(jié)動(dòng)物脂肪細(xì) 胞分化和脂類代謝的了解還不多 , 但 miRNA 自身的 調(diào)節(jié)特點(diǎn)及其潛在應(yīng)用價(jià)值 , 使其必將成為未來(lái)幾 年該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn) .參考文獻(xiàn) (R eferences 1 Valencia 2Sanchez M A , Liu J , Hannon G J , et al . C ontrol of translation and mRNA degradation by m iRNAs and siRNAs J . G enes

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