斑马鱼miR-30e对血细胞生成的作用机制研究

microRNA(简写为miRNA)是一类内源基因编码的单链RNA分子,参与转录后基因的表达调控,在血液生成过程中起着重要作用。为研究miR-30e对鱼类血液生成的作用机制,以斑马鱼Danio rerio作为模式生物,针对青藏高原裂腹鱼血液组织中高表达的miR-30e,利用生物信息软件预测斑马鱼miR-30e的靶基因,构建含斑马鱼ALAS2-3′UTR序列的双荧光素酶报告质粒与斑马鱼miR-30e进行共转染,检测细胞双荧光素酶活性的变化;同时构建含斑马鱼ALAS2-3′UTR序列的绿色荧光蛋白质粒,与miR-30e共同显微注射斑马鱼胚胎,观察GFP荧光强度与蛋白表达量的变化。结果表明:斑马鱼胚胎在注射miR-30e模拟体48 h后,其血红蛋白表达明显减少;转染miR-30e的293T细胞双荧光素酶活性显著降低(P<0.05);斑马鱼胚胎注射miR-30e模拟体24 h后,其GFP荧光强度明显降低,且GFP蛋白表达量明显减少。研究表明,ALAS2基因是miR-30e的一个靶基因,miR-30e通过抑制ALAS2表达而抑制血红细胞的生成。     

海七鳃鳗pma-miR-200c-3p对斑马鱼心脏发育的作用研究

为研究海七鳃鳗Petromyzon marinus pma-miR-200c-3p在心脏发育过程中的生物学功能,采用显微注射技术,将pma-miR-200c-3p模拟体注射到斑马鱼Danio rerio胚胎,过表达pma-miR-200c-3p后,使用qRT-PCR及Western blot法检测了一些与心脏发育相关的标志性基因的表达水平,以及BMP/Smad通路重要基因蛋白水平的变化,并利用生物信息学预测、GFP荧光表达分析了pma-miR-200c-3p的生物学作用。结果表明:过表达pma-miR-200c-3p的斑马鱼胚胎中,与心脏发育相关的标志性bmp4、bmp5、smad1、gata5、tbx2b和notch1a基因的表达水平极显著上调(P0.01),同时BMP/Smad通路中BMP4、Smad1、GATA5蛋白表达水平也明显升高;细胞试验表明,cdx1b基因可能是pma-miR-200c-3p的一个靶基因。研究表明,pma-miR-200c-3p可能通过抑制cdx1b基因的表达,参与BMP/Smad通路以促进心脏发育。     

海七鳃鳗pma-miR-200c-3p对斑马鱼心脏发育的作用研究

为研究海七鳃鳗Petromyzon marinus pma-miR-200c-3p在心脏发育过程中的生物学功能,采用显微注射技术,将pma-miR-200c-3p模拟体注射到斑马鱼Danio rerio胚胎,过表达pma-miR-200c-3p后,使用qRT-PCR及Western blot法检测了一些与心脏发育相关的标志性基因的表达水平,以及BMP/Smad通路重要基因蛋白水平的变化,并利用生物信息学预测、GFP荧光表达分析了pma-miR-200c-3p的生物学作用。结果表明:过表达pma-miR-200c-3p的斑马鱼胚胎中,与心脏发育相关的标志性bmp4、bmp5、smad1、gata5、tbx2b和notch1a基因的表达水平极显著上调(P<0.01),同时BMP/Smad通路中BMP4、Smad1、GATA5蛋白表达水平也明显升高;细胞试验表明,cdx1b基因可能是pma-miR-200c-3p的一个靶基因。研究表明,pma-miR-200c-3p可能通过抑制cdx1b基因的表达,参与BMP/Smad通路以促进心脏发育。     

苄嘧磺隆对斑马鱼的急性毒性和遗传毒性研究

[目的]研究了除草剂苄嘧磺隆对斑马鱼的急性毒性和遗传毒性的影响。[方法]通过急性毒性试验计算出半数致死浓度,进而分析该除草剂是否对水生生物存在潜在的毒害;并在急性毒性的基础上进行遗传毒性研究,通过计算微核率来判断除草剂苄嘧磺隆是否存在遗传毒害。[结果]24h和48h的半数致死浓度分别为0．698ml／L和0．637ml／L,安全浓度为0．159ml／L。不同处理浓度和染毒时间对斑马鱼红细胞微核形成的影响试验表明,对照组红细胞微核细胞率为0．0103％,处理组红细胞微核细胞率最高达0．372％．说明除草剂苄嘧磺隆对斑马鱼具有遗传毒性作用。同一检测时间,不同浓度处理组的红细胞微核细胞率与对照相比,具有剂量效应;在同一处理组,随着染毒时间的延长,红细胞微核率在24h达到峰值,在48h及72h时下降。[结论]该研究为人们科学选择和合理利用除草剂提供依据。     

南极独角雪冰鱼(Chionodraco hamatus)miR-204对斑马鱼胚胎血管发育的作用机制研究

南极独角雪冰鱼（Chionodraco hamatus）是目前已知的唯一缺乏血红蛋白、且不具有功能性血红细胞的脊椎动物。与相同生境下的其他南极鱼相比,其血管明显变粗,毛细血管增多。前期对南极独角雪冰鱼与近缘种伯氏肩孔南极鱼（Trematomus bernacchii）的血管microRNAs表达进行对比,发现南极独角雪冰鱼的miR-204的表达与伯氏肩孔南极鱼间存在显著差异,推测miR-204极有可能参与了南极冰鱼血管发育的调控。为证明此假设,运用斑马鱼（Barchydanio rerio）这一模式生物,利用斑马鱼胚胎显微注射技术、靶基因预测、双荧光素酶报告系统等一系列分子生物学手段对miR-204在斑马鱼血管发育中的调控作用进行探究。结果显示,抑制miR-204表达能使斑马鱼胚胎躯干部毛细血管增生。荧光素酶活性分析表明,miR-204可以显著降低trib3的表达,同时在斑马鱼胚胎中共注射miR-204和trib3后的GFP萤光强度显著降低,GFP蛋白量减少,说明miR-204对trib3有抑制作用。trib3最初发现是抑制果蝇胚胎和生殖细胞有丝分裂的假激酶,后续研究发现其参与动脉粥样硬化的调控以及糖尿病血管纤维化。综上,推测miR-204可能通过抑制trib3的表达进而调控毛细血管的增生。     

miR-204在非小细胞肺癌患者中的表达及其对SIRT1的靶向调控作用

目的 研究miR-204在非小细胞肺癌(NSCLC)患者中表达的临床意义及其对SIRT1的靶向调控作用.方法 收集39例原发性NSCLC患者的癌组织和对应癌旁组织标本.实时荧光定量PCR检测组织标本中miR-204的表达水平;并分析其与NSCLC临床病理学特征的关系.将人非小细胞肺癌细胞株A549分别转染miR-204的模拟物或抑制物,CCK-8试剂盒检测细胞的增殖,westem blot检测其潜在靶点基因SIRT1的表达.结果 癌组织中miR-204的表达量为(2.12±1.17),明显低于癌旁组织中的(3.08±1.46),P＜0.01.miR-204的表达水平与肿瘤的临床分期以及肿瘤大小有关(均P＜0.05),但与患者年龄、性别、吸烟史、分化程度、组织类型及淋巴转移情况无关(P＞0.05).A549细胞转染miR-204的抑制物后,细胞的增殖明显增强,SIRT1的表达上调;而转染miR-204模拟物则呈反向变化.结论 miR-204在NSCLC组织中呈低表达,并与患者的临床分期以及肿瘤大小有相关,其可能是通过靶向调控SIRT1而在NSCLC的发生发展中起重要作用.     

2，4-二硝基氯苯和对硝基氯苯对斑马鱼的急性毒理学作用

研究2,4-二硝基氯苯和对硝基氯苯对斑马鱼的急性毒理学作用,结果表明,2,4-二硝基氯苯的24h、48h、72h、96h的LC50分别为0.371、0.444、0.642、0.928 mg/L,毒性为高毒;对硝基氯苯的24h、48h、72h、96h的LC50分别为33.732、29.843、28.714、25.593 mg/L,毒性为低毒.     

黄芩苷通过上调miR-126诱导乳腺癌细胞凋亡的机制研究

目的 用黄芩苷干预人乳腺癌细胞株MDA-MB-231,观察黄芩苷对乳腺癌细胞增殖、凋亡的影响及作用机制。方法 用qRT-PCR检测miR-126的表达变化,Western-blot检测Bcl-2、Caspase-9、Caspase-3、p-p38和p53的表达,MTT法检测细胞增殖,流式细胞术检测细胞凋亡。结果 miR-126在乳腺癌MDA-MB-231细胞中的表达比正常乳腺细胞低,黄芩苷干预乳腺癌细胞后miR-126上调最为明显（P<0.05）。用miR-126 mimics、miR-126 inhibitors转染乳腺癌细胞,Western-blot显示黄芩苷及miR-126 mimics作用于人乳腺癌细胞后Bcl-2表达水平下降,Caspase-9和Caspase-3的裂解产物、p-p38、p53表达增加,差异有统计学意义（P<0.05）。MTT法显示黄芩苷和miR-126 均可抑制乳腺癌细胞的增殖,流式细胞术显示黄芩苷与miR-126 mimics促进癌细胞凋亡。结论 黄芩苷可以抑制乳腺癌细胞的增殖,促进其凋亡,其机制可能与通过上调miR-126调节凋亡相关基因有关。     

苯噻酰草胺对斑马鱼的急性毒性和遗传毒性研究

研究了稻田常用除草剂苯噻酰草胺对斑马鱼的急性毒性和遗传毒性影响。结果表明:苯噻酰草胺对斑马鱼24h和48h的LC50分别为0.058mL/L和0.019mL/L,对斑马鱼具有一定的毒性。不同体积分数和染毒时间对斑马鱼红细胞微核形成的影响试验表明:对照组红细胞微核细胞率最高为0.0167%,而处理组红细胞微核细胞率最高达到0.043 4%,各处理组斑马鱼红细胞微核细胞率均与对照组有显著差异,具有剂量效应且与染毒时间的长短有明显相关性,而在染毒浓度最高时微核率却明显下降,这表明红细胞微核率的大小还与细胞的有丝分裂速度有关。     

EE2与DBP对斑马鱼胚胎发育的联合毒性研究

基于斑马鱼胚胎技术和等毒性配比法,研究了乙炔雌二醇（EE2）与邻苯二甲酸二丁酯（DBP）对斑马鱼的联合胚胎毒性,主要观察并比较了斑马鱼96 h内胚胎发育情况、死亡率和孵化率,并分别采用相加指数法、毒性单位分析法和毒性单位图解法分析比较了EE2和DBP组合在不同时间和浓度对斑马鱼胚胎发育的效应类型。结果表明：斑马鱼的胚胎发育对EE2和DBP的毒性作用较为敏感,均表现出显著的浓度依赖性和时间的累加效应,可以造成胚胎发育畸形（尾畸、水肿、脊柱弯曲、孵化延迟等）甚至死亡;DBP的毒性作用高于EE2,DBP和EE2的96 h-LC50分别为2.219 mg·L-1和3.975 mg·L-1;EE2和DBP组合在不同时间和浓度有不同的效应类型,在80 h时二者之间表现出拮抗作用,96 h时则表现出协同作用。     

促肾上腺皮质激素释放激素对离体斑马鱼卵细胞类固醇激素合成的影响

在硬骨鱼类中,促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)在内分泌、自主神经活动、免疫、渗透压和摄食活动中起着至关重要的作用,但有关CRH是否对斑马鱼卵细胞类固醇激素合成的研究较少。以体外培养斑马鱼卵细胞为实验材料,通过荧光定量PCR技术和放射性免疫方法,检测CRHα和CRHβ处理后卵细胞中CRH受体(CRHR1和CRHR2)及类固醇激素合成相关基因的表达变化,并检测培养液中雌二醇和孕酮的含量。结果显示,100 nmol/L CRHα和CRHβ处理后,卵细胞中CRHR1基因表达量显著上调,CRHR2基因表达无显著变化。CRHβ显著增加卵细胞中cyp19a1a基因表达,CRHα和CRHβ对其他类固醇激素合成相关基因的表达无显著影响。添加CRHα和CRHβ后,培养液中雌二醇的含量显著降低,孕酮的含量无明显影响。提示CRH可能通过斑马鱼卵细胞中CRHR1调节雌激素合成相关基因的表达抑制雌激素的合成。     

斑马鱼CYP11a1基因在不同性腺发育时期的表达

采用实时荧光定量PCR技术,分析了斑马鱼Danio rerio的CYP11a1基因在成鱼4个组织和性腺发育3个时期的表达情况。结果表明:CYP11a1基因在卵巢、精巢、肌肉和脑组织中均有表达且存在差异,在脑中表达量最低(P0.05),在卵巢、精巢、肌肉中的表达量分别为脑中表达量的204.7倍、38.9倍、17.0倍;CYP11a1基因在3个卵巢发育时期的表达量表现为先降低后升高的趋势,其在卵巢成熟期的表达量最低(P0.05),在卵巢成熟前期、卵巢成熟后期的表达量分别为卵巢成熟期表达量的1.7倍、1.5倍;CYP11a1基因在3个精巢发育时期的表达量表现为先升高后降低的趋势,在精巢成熟期表达量最高(P0.05),分别为精巢成熟前期、精巢成熟后期表达量的6.5倍、13.4倍。研究表明,尽管CYP11a1基因在卵巢和精巢发育过程中的表达规律不同,但CYP11a1基因在一定程度上与斑马鱼的性腺发育相关,其可能在促进斑马鱼精子成熟中发挥一定作用。     

克螨特农药对斑马鱼急性毒性的研究

[目的]寻找克螨特用于水生动物斑马鱼病虫害防控的安全浓度.[方法]通过室内急性毒性测定试验,设置7个克螨特浓度梯度来检测其对斑马鱼的致死情况,从而计算其半致死浓度(LC50)与安全浓度(SC).[结果]克螨特对斑马鱼在用药96h后的LC50为0.909 mg/L,置信区间分别为0.876～0.943 mg/L.克螨特对斑马鱼的SC为0.091 mg/L.[结论]该研究为克螨特杀灭斑马鱼寄生虫的用药量提供了重要的数据支持.     

miR-210-5p对南极独角雪冰鱼心脏发育的作用机制研究

microRNA为短链非编码RNA,通过与靶基因3'UTR序列互补在转录后水平发挥作用。已有研究表明,microRNA在心脏发育过程中起着重要的调控作用。南极冰鱼因体内缺乏功能性血红细胞,其心脏出现了补偿性增生。前期的研究提示,独角雪冰鱼心脏中特异表达的microRNAs可能与冰鱼心脏的补偿性增生相关。本研究针对南极冰鱼心脏中高表达的miR-210-5p,运用斑马鱼显微注射、靶基因预测等手段研究了miR-210-5p对心脏发育的作用机制。结果表明:斑马鱼胚胎注射miR-210-5p后,出现心包膜水肿,心脏发育畸形等现象。qRT-PCR分析显示,过表达miR-210-5p的斑马鱼胚胎中,心脏发育相关的标志性基因bmp4、smad1、gata6以及tbx2b的表达水平下调。Western blotting分析发现,bmp/smad通路中的BMP2、BMP4、SMAD1、GATA6以及TBX2B的蛋白表达水平也显著下调。通过对tbx20基因3'UTR的靶基因生物信息学预测,以及对其进行GFP荧光表达分析,发现tbx20基因可能是miR-210-5p的一个靶基因。由此推测,miR-210-5p可能通过抑制tbx20基因的表达,并调控bmp/smad通路以抑制冰鱼心脏发育。     

Cu（2＋）、Cd（2＋）、Cr（6＋）胁迫对斑马鱼抗氧化酶活性的影响

[目的]研究Cu2＋、Cd2＋、Cr6＋对斑马鱼抗氧化酶活性影响,探讨重金属对斑马鱼毒性大小。[方法]以斑马鱼为模式生物,采用半静态法对斑马鱼进行驯养和试验,测定Cu2＋、Cd2＋和Cr6＋对超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性影响。[结果]Cu2＋暴露1d胁迫斑马鱼SOD和CAT为诱导效应,胁迫POD为抑制-诱导-抑制效应,Cu2＋暴露7 d胁迫斑马鱼SOD为诱导效应,胁迫POD和CAT为抑制效应;Cd2＋和Cr6＋暴露1 d和7 d胁迫斑马鱼SOD和CAT均为诱导效应,胁迫POD为抑制效应。且暴露1 d和暴露7 d酶活性变化均显著。[结论]Cu2＋、Cd2＋和Cr6＋单一胁迫斑马鱼抗氧化系统酶活性变化显著,在短时间和低浓度暴露下,Cr6＋毒性作用最显著;在短时间中、高浓度暴露下,Cd2＋毒性作用最显著;长时间暴露时,Cu2＋毒性作用最强,可为重金属污染对水生生物毒性机理研究提供参考。     

黑色素细胞中过量表达miR-137对TYRP-1和TYRP-2的影响

【目的】证明miR-137通过调控MITF而间接影响小鼠黑色素细胞TYRP-1和TYRP-2的表达,从而影响黑色素的生成。【方法】通过细胞转染技术在细胞水平过量表达miR-137,对黑色素细胞中黑色素含量进行了测定,经RT-PCR以及western blot检测转染后细胞TYRP-1和TYRP-2在mRNA和蛋白水平的变化。【结果】黑色素含量明显减少,在mRNA水平,TYRP1显著降低至0.4倍,TYRP-2显著降低至0.6倍。在蛋白水平,TYRP-1显著降低至0.61倍,TYRP-2显著降低至0.73倍。【结论】过量表达miR-137会通过调控MITF而使黑色素细胞TYRP-1和TYRP-2的表达量降低,从而揭示了miR-137通过调节TYRP-1和TYRP-2的表达间接调控了黑色素的生成。     

霜霉威胁迫下黄瓜CsWRKY30表达及功能分析

【目的】从前期转录组测序结果中筛选获得一个在霜霉威(propamocarb)胁迫条件下差异上调表达的基因CsWRKY30,对其进行克隆并分析其在霜霉威胁迫下的功能,了解黄瓜低霜霉威残留的分子机制。【方法】通过PCR技术扩增CsWRKY30全长,利用NCBI和PlantCARE在线工具分别进行该基因编码蛋白的保守结构域分析和启动子序列分析;利用实时荧光定量PCR分析CsWRKY30在霜霉威胁迫及其他胁迫条件下的相关表达模式;通过与GFP蛋白融合对CsWRKY30蛋白进行亚细胞定位;通过花序侵染法将CsWRKY30构建的植物过表达载体转化到哥伦比亚野生型拟南芥中,对获得的纯合转基因株系在霜霉威胁迫条件下的功能进行鉴定。【结果】CsWRKY30的CDS序列全长为1 014 bp,其编码的337个氨基酸中包含1个由60个氨基酸组成的WRKY结构域。CsWRKY30表达模式分析结果显示,黄瓜遭受霜霉威胁迫时,CsWRKY30在低霜霉威残留品系D0351中表达量显著上调,而在高霜霉威残留品系D9320中表达量并没有发生改变;在霜霉威胁迫的0.5-9 h间,该基因在D0351中的表达量一直明显高于对照,然而在24 h以后,该基因的表达不再显著上调。组织特异性表达分析表明,CsWRKY30主要在黄瓜果实中表达。蛋白亚细胞定位结果表明,CsWRKY30定位于细胞核。对CsWRKY30转基因拟南芥进行霜霉威胁迫发现,在未处理条件下,CsWRKY30 转基因拟南芥与野生型拟南芥表型上无明显差异;在2 mmol?L^-1霜霉威处理条件下,CsWRKY30转基因拟南芥萌发率及主根长均明显高于野生型拟南芥。在其他逆境作用下,CsWRKY30对霜霉威和多主棒孢霉菌条件积极响应,对干旱和高盐没有作用,同时受到脱落酸（ABA）信号诱导。【结论】黄瓜CsWRKY30在霜霉威胁迫条件下发挥重要作用,过量表达CsWRKY30可显著提高转基因拟南芥对霜霉威胁迫的抵抗能力。     

亚洲璃眼蜱成蜱不同发育期miR-451与MIF表达谱的动态分析

【目的】microRNA （miRNA）作为一类内源性的非编码RNA,仅有18-25 nt,其广泛存在于动植物细胞中,可诱导生物基因沉默,参与细胞生长、发育、基因转录和翻译等诸多生命活动的调控过程。以亚洲璃眼蜱为研究对象,对miR-451及其靶基因（巨噬细胞游走因子, MIF）在相互作用关系进行分析。【方法】参考miR-451成熟体序列（AAA CCG UUA CCA UUA CUG AGU UU）来自研究单元亚洲璃眼蜱高通量测序所获得的结果。根据该成熟体序列设计stem-loop及PCR引物,RT-PCR扩增获得蜱源性miR-451序列;并对不同物种来源的miR-451序列特征进行分析。基因合成方法获得抑制miR-451的dsRNA序列,用于亚洲璃眼蜱饥饿成蜱体内注射。参考美洲钝眼蜱MIF基因（登录号：AF289543.2）,设计亚洲璃眼蜱的特异性实时荧光定量引物,以β-actin作为内参基因,采用SYBR Green real-time RT-PCR方法检测注射dsRNA后亚洲璃眼蜱饥饿成蜱不同发育时间点MIF基因的表达水平,以及miR-451的表达谱特征。【结果】琼脂糖凝胶电泳检测miR-451的PCR产物条带与预期大小一致,为72 nt。不同物种来源的miR-451具有较高的保守性,特别是种子序列极度保守,仅在短尾负鼠miR-451成熟体的19位点处存在A→U的突变。miR-451的RNA干扰实验证实,0-30 h miR-451表达逐渐上调,6 h达到最高值,其拷贝数为1.0×108。随后表达丰度逐渐降低。30 h其表达水平与PBS对照组相同。48-60 h miR-451再次出现一个表达上调微小变化过程。而miR-451抑制后的MIF直到30 h才有表达的上调,42 h达到峰值（拷贝量仅为9.0×103）,此后其表达规模受到抑制,48 h时与PBS对照组水平一致。84 h后表达才逐渐上调,直到90 h达到峰值,并呈现正态分布趋势。【结论】利用RT-PCR获得亚洲璃眼蜱成蜱阶段miR-451序列,生物信息学方法分析了miR-451序列在不同物种间具有较高保守性。miRNA的保守性决定其靶标基因的特异性,因此,以上结果提示miR-451在动物细胞中可能扮演重要的生物学功能,是MIF功能发挥的一个重要调控因子。MIF作为miR-451靶标基因,其功能的实现可能受该miRNA的调控。基于此类推测qPCR及RNA干扰分析表明,miR-451参与了MIF的表达调控。且是一种负调控作用。当miR-451表达量升高时,MIF表达量明显下调。此研究首次证实miR-451在亚洲璃眼蜱成蜱发育阶段的表达是一种普遍现象,且对MIF存在负调控作用。这一研究为后期miR-451参与蜱的免疫应答及miR-451与靶标基因的相互作用机制提供了参考。同时证明,miRNA参与基因功能的调控具有一定的特异性和时序性。