MicroRNA-200a調(diào)節(jié)Grb2抵制小鼠胚胎干細(xì)胞的中內(nèi)胚層分化.pdf

1、胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cells，ESC）是來源于著床前囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(innercell mass，ICM)并擁有多向分化潛能和自我更新特性的細(xì)胞。由于其擁有分化成成熟個(gè)體中各類組織細(xì)胞的能力，因此在生命發(fā)育機(jī)理研究、組織再生、器官重構(gòu)、疾病機(jī)制研究、藥物研發(fā)等醫(yī)藥領(lǐng)域展現(xiàn)了重要的研究價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。
　　 胚胎干細(xì)胞早期發(fā)育為三個(gè)胚層:內(nèi)胚層(Endoderm)、中胚層(Mesoderm)和外胚層

2、(Ectoderm)，決定了形成不同類型的組織器官的傾向性。內(nèi)胚層發(fā)育形成胃腸道、呼吸道等腸腔上皮和內(nèi)分泌腺體的消化腺上皮;中胚層發(fā)育形成血液、淋巴、骨骼、肌肉和結(jié)締組織;外胚層發(fā)育形成表皮和神經(jīng)系統(tǒng)。在這發(fā)育的初始進(jìn)程中，胚層形成的機(jī)制還不清楚，揭示其中的調(diào)控機(jī)理具有重要意義。
　　 miRNA在胚胎發(fā)育的命運(yùn)決定中起到了不可忽視的作用，不過其在胚層決定機(jī)制中依舊有待闡釋。miRNA是一類長度為20-25個(gè)核苷酸的微小非編碼R

3、NA，能夠特異性的互補(bǔ)靶mRNA的3'末端非編碼序列，降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻譯。我們發(fā)現(xiàn)胚胎干細(xì)胞分化過程中miR-200a表達(dá)顯著下降，小鼠胚胎干細(xì)胞外源過表達(dá)miR-200a時(shí)內(nèi)胚層、中胚層分化受到抑制，外胚層分化有所促進(jìn)，提示miR-200a參與了三胚層分化調(diào)節(jié)。通過生物信息學(xué)預(yù)測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)抑制生長因子受體結(jié)合蛋白2（Growth Factor Receptor-bound Protein2，Grb2）的3'端非編碼

4、序列存在miR-200a結(jié)合位點(diǎn)，雙熒光素酶報(bào)告基因和蛋白免疫雜交證明了Grb2是miR-200a靶mRNA，miR-200a顯著下調(diào)Grb2的表達(dá)。另一方面，胚胎干細(xì)胞中敲低Grb2，顯現(xiàn)出了與miR-200a過表達(dá)類似的內(nèi)胚層、中胚層抑制現(xiàn)象，說明了兩者引起的生物效應(yīng)是相關(guān)的。
　　 Erk信號(hào)通路在胚胎干細(xì)胞和胚層特異性分化中起到重要作用。Erk低水平活性有利于胚胎干細(xì)胞自我更新而阻礙分化，提高Erk活性促使胚胎干細(xì)胞向原

5、始內(nèi)胚層分化。然而，Erk信號(hào)通路是由接頭分子Grb2介導(dǎo)傳遞信號(hào)的，胚胎干細(xì)胞中敲低Grb2，Erk活性隨之下調(diào)。我們發(fā)現(xiàn)外源過表達(dá)miR-200a，引起Grb2下調(diào)的同時(shí)Erk活性也下調(diào)，若外源補(bǔ)充適量的Grb2 mRNA，可中和miR-200a的效應(yīng)，Erk活性也隨之恢復(fù)。實(shí)驗(yàn)證明，小鼠胚胎干細(xì)胞分化命運(yùn)決定中，miR-200a通過靶向抑制Grb2mRNA翻譯，調(diào)節(jié)了Erk活化水平，阻止了內(nèi)胚層中胚層發(fā)育傾向。
　　 本研