幾個血管、淋巴管相關基因的調(diào)控與功能研究.pdf

1、基因是遺傳的物質基礎,生物體的一切生命現(xiàn)象如生長、發(fā)育、代謝、衰老和死亡等均與基因密切相關。基因的功能和基因的表達調(diào)控很大程度上決定了微觀世界的細胞進程與宏觀世界的生命現(xiàn)象。對基因功能和基因表達調(diào)節(jié)的研究可在一定程度上從分子水平揭示生命現(xiàn)象和疾病的本質。血管和淋巴管是體內(nèi)兩個最大的管狀網(wǎng)絡系統(tǒng),對于胚胎發(fā)育和成體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)維持至關重要,許多血管、淋巴管相關基因調(diào)控著血管和淋巴管的形成并在其他生理過程中也展現(xiàn)出重要功能。本學位論文開展了三

2、項關于幾個重要的血管、淋巴管相關基因的調(diào)控與新功能的研究,分別如下:
　　第一項研究是微小RNAmiR-503對兩個最重要的血管生成因子-FGF2和VEGFA的表達調(diào)控研究。FGF2和VEGFA是最為重要的血管生成因子,已成為許多缺血性疾病和血管異常疾病的治療靶點并在臨床治療中得到應用。這項研究發(fā)現(xiàn)miR-503可通過結合基因的3’-UTR同時靶向FGF2和VEGFA,并同時在mRNA水平和蛋白水平抑制FGF2和VEGFA的表達;

3、另外,本研究還發(fā)現(xiàn)miR-503在血管富集型腫瘤-肝癌中表達沉默,原因是miR-503的啟動子被甲基化介導的表觀遺傳修飾調(diào)節(jié)而導致其表達被抑制,因而對應的靶基因FGF2和VEGFA高表達;體內(nèi)和體外實驗模型均證實,高表達miR-503下調(diào)FGF2和VEGFA表達進而抑制腫瘤血管生成。同時,本研究也發(fā)現(xiàn),血管生成信號通路的重要因子-缺氧環(huán)境和缺氧誘導因子HIF-1α均可促使miR-503表達下調(diào),從而解除或緩解了miR-503對FGF2和

4、VEGFA的表達抑制,增強FGF2和VEGFA的表達,促進血管生成,這揭示了一條缺氧條件和缺氧誘導因子促進血管生成的新機制:缺氧條件下缺氧誘導因子HIF-1α可通過下調(diào)miR-503表達、解除miR-503對血管生成基因FGF2和VEGFA的抑制來增強促血管生成信號?？傮w上,這項研究在功能上鑒定了一個新的血管生成抑制因子-miR-503,其分子機制是抑制血管生成因子FGF2和VEGFA的表達,并顯示了miR-503可抑制腫瘤血管生成。這

5、將為基于血管生成的疾病治療如癌癥等提供新的分子靶標和在已有的方法上采取新策略。
　　第二項研究是缺氧誘導因子HIF-1α和HIF-2α對淋巴管基因Prox1的轉錄調(diào)控研究。Prox1是一個關鍵的淋巴管發(fā)育與生成基因,對淋巴管的形成、維持和生成至關重要,但對Prox1自身的表達調(diào)控規(guī)律目前認識不多。缺氧信號通路是熟知的最為重要的血管生成調(diào)節(jié)因子之一,但缺氧信號通路與淋巴管生成的關系尚不明確。在本研究中,生物信息學分析發(fā)現(xiàn)Prox1啟

6、動子序列上存在高度保守的可被HIF-1α和HIF-2α結合的缺氧響應元件(Hypoxia-ResponsiveElement,HRE);熒光素酶活性報告基因分析實驗證實缺氧條件下可由HRE元件介導激活Prox1的轉錄;實時熒光定量PCR和WesternBlot檢測揭示缺氧條件下和高表達HIF-1α或HIF-2α均可在mRNA水平和蛋白水平顯著增加Prox1的表達量,而敲低HIF-1α和HIF-2α可消除缺氧條件引起的Prox1表達增加;

7、EMSA和ChIP證實HIF-1α和HIF-2α在體內(nèi)外均可結合Prox1啟動子的HRE元件;這些結果說明,缺氧條件下,HIF-1α和HIF-2α可轉錄激活Prox1表達。這項研究揭示了淋巴管發(fā)育與生成中的關鍵基因-Prox1受缺氧條件下和缺氧誘導因子HIF-1α/HIF-2α的調(diào)控,這為缺氧條件下的淋巴管生成提供了新的證據(jù),并揭示了缺氧條件下淋巴管生成的重要潛在分子機制。
　　第三項研究是血管疾病先天性靜脈畸形骨肥大綜合征(KT

8、S)相關基因-AGGF1的新功能研究。AGGF1是在KTS的分子遺傳學研究中首次發(fā)現(xiàn)和克隆的一個新基因,并初步確定其備血管生成因子功能,即“血管基因”,但AGGF1基因的功能還有許多未知。本研究關注的是AGGF1基因在腫瘤細胞中的功能,這項研究發(fā)現(xiàn):AGGF1基因在腫瘤細胞中展現(xiàn)出強烈的抑癌基因特征,可抑制一系列腫瘤細胞基本生物學行為,如抑制細胞生長增殖、誘導細胞周期阻滯、促進細胞凋亡、增強細胞DNA損傷修復和抑制腫瘤細胞集落形成等,同