论文部分内容阅读
涡虫是扁形动物门，涡虫纲、两侧对称的真后生动物。涡虫具有极强的再生能力，这主要是因为它体内具有被称为副胚层（neoblasts）的成体多能干细胞群，当涡虫受到损伤时，副胚层就可以分化成相应的器官或组织。涡虫已成为研究机体修复、再生及干细胞体分子机理的模式生物之一。 microRNA(miRNA)是一类长约21-25nt的非编码小RNA分子，通过与靶基因互补结合来调控基因表达，在发育、分化、增殖、凋亡、肿瘤形成、新陈代谢及疾病发生等多种生理过程中发挥重要作用。lin-4是1993年在秀丽新小杆线虫中被发现的第一个miRNA，并对虫体的发育起重要的调控作用。Lin-4在哺乳动物中的同源序列被命名为miR-125，研究发现miR-125对干细胞的增殖和分化具有重要的调控作用。在本实验室对涡虫再生研究中发现，lin-4在再生涡虫中表达差异显著，并对涡虫的再生起重要调控作用。 在本研究中，我们研究了日本三角涡虫处于再生状态时， lin-4所参与的调控作用。从表达（时间、空间表达谱）和功能（调控机制）2个方面来研究l i n-4及其靶基因在涡虫再生过程中的功能和作用。通过合成 lin-4反义寡核苷酸，显微注射至涡虫体内进行RNA干扰并利用实时定量PCR检测lin-4及其靶基因的表达量变化，进而分析靶基因的功能。通过原位杂交实验检测 lin-4及其靶基因在日本三角涡虫不同再生过程中的空间分布。结果显示：lin-4及其靶基因在涡虫再生中表达差异显著，其分布和副胚层干细胞的分布基本吻合，且都趋于伤口处表达，并且在12h和72h时表达差异最明显。根据实验结果推测lin-4及其靶基因在涡虫再生过程中很可能参与副胚层的形成，在全身性细胞分裂期和由伤口诱导的细胞分裂期起重要调控作用。 本研究还通过高通量测序分析，得到再生涡虫的7条环状RNA，而环状RNA的miRNA结合位点分析表明预测的其中一条环状RNA和lin-4存在结合位点，因此推测该环状RNA有可能通过调节lin-4对其靶基因的调控，进而在涡虫的再生过程中起重要作用。 本实验以涡虫为模式生物，利用 miRNA-mRNA调控关系和及环状RNA-miRNA调控关系，从表达和功能2个方面来研究lin-4及其靶基因和环状RNA在涡虫再生过程中的作用，探寻在活体水平干细胞干性维持、自我更新和分化过程中的基因表达调控机制，提供了新研究思路和有用信息。