[发明专利]一种促进干细胞增殖的miRNA及其细胞模型

说明书

本发明提供一种miR‑127‑3p在提高干细胞增殖中的用途，特别是将miR‑127‑3p导入到人脐带间充质干细胞中可以显著的提高该细胞的增殖效果，为研究该细胞模型的应用，提供了有益改进。

技术领域

本发明属于生物领域，具体涉及一种促进干细胞增殖的miRNA及培养基。

背景技术

成熟的miRNA属于内源性的非编码RNA家族，长度为19-25nt，主要在转录后水平对基因表达起负调控作用。近年来miRNA的研究进展迅速，目前已在人类基因组中发现了700余种miRNAs，并且据估计有超过1000种miRNAs可能存在。许多miRNAs基因序列和分布高度保守，显示其具有重要的生物学功能，现有研究显示miRNAs对干细胞增殖和分化有一定的调控作用。

miRNAs广泛分布于哺乳动物基因组中，既可位于基因间也可位于基因内。miRNAs可作为独立的转录单位，也可作为其他转录单位的一部分共同转录，还有一些miRNA基因是成簇分布在染色体上，它们通过一个共同的启动子转录成为多顺反子，由RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ转录。miRNAs的成熟过程包括核内和胞内两步。miRNA基因的初级转录产物(pri-miRNA)在细胞核内被RNaseⅢ核酸酶Drosha和RNA结合蛋白DGCR8组成的复合物加工成长约70nt的发夹状pre-miRNA，pre-miRNA在Exportin5和Ran-GTP的帮助下从细胞核进入细胞质内。胞质中pre-miRNA在Dicer酶的作用下，被切割成双链RNA分子，然后成熟的miRNA分子被解链，单链的miRNA与RISC复合体结合，另一条被释放降解。miRNA通过其5’端的8个核苷酸序列(seed sequence)与靶基因的3’非翻译区(UTR)互补配对，指导RISC对靶基因mRNA进行切割或者翻译抑制。

miRNAs在哺乳动物不同组织和细胞中的表达情况不同，一些是细胞特异性的，而另外一些是较普遍存在的。在鼠胚干细胞中约有110000个miRNAs转录本，300多种miRNAs，然而绝大多数种类的miRNAs表达水平相对较低。在未分化的胚胎干细胞中，仅有少数几种miRNAs高表达，鼠胚干细胞中为miR-292和miR-302家族，人胚干细胞中为miR-371和miR-302家族。许多胚胎干细胞特异性的miRNAs是作为多顺反子共同转录，显示其受共同上游序列调控并具有协同表达的模式。胚胎干细胞特异性的miRNAs还具有相同或相似的有共同的mRNAs靶序列。未分化的胚胎干细胞miRNAs表达谱与分化成熟的体细胞存在明显差异，在胚胎干细胞中高表达的miRNAs在体细胞内不表达或低表达，而广泛表达于体细胞的miRNAs，如let-7家族在胚胎干细胞中表达极低。综上所述，胚胎干细胞特异性的miRNAs可能在维持干细胞多能性和自我更新能力方面具有重要作用，是胚胎干细胞的重要标志物之一。

miRNAs通路的破坏导致胚胎干细胞增殖和分化方面的缺陷：Dicer酶和RNA结合蛋白Dgcr8在miRNAs的成熟过程中起关键作用。为研究miRNAs在胚胎干细胞发育方面总的作用，研究者通过使用Dicer1和Dgcr8敲除模型来破坏miRNAs的成熟过程，使miRNAs表达下调。结果发现，在Dicer1敲除的模型中，小鼠在胚胎发育的早期阶段死亡。Dicer1缺失的鼠胚干细胞在增殖和分化方面都出现缺陷，G1和G0期延长，甚至在诱导分化的条件下也不表达分化标志物，如内胚层标记物HNF4A和中胚层标记物BMP4等，而仍表达胚胎干细胞多能性标志物OCT4。在Dgcr8敲除的小鼠模型中，胚胎干细胞也出现G1期的阻滞，在明确的分化条件下，Dgcr8缺失的胚胎干细胞不能下调干细胞多能性标志物OCT4和Nanog的表达，仍具有产生胚胎干细胞克隆的能力。Dicer敲除的人胚干细胞细胞与野生型的人胚干细胞相比，增殖速度减慢，G1和G2期的细胞数量增多而S期的细胞数量减少，干细胞特异性标志物的表达上调，在增殖和分化方面出现障碍。由此可见，miRNAs在胚胎干细的增殖和分化方面起重要的调控作用。