microRNA在镉诱导小白鼠神经细胞凋亡过程中的调控机制研究

microRNA在 镉诱导 小白鼠神经细胞凋亡过程中 的调控 机制研究

谢婷

武汉科技大学医学院 湖北 武汉 430000

摘要：

镉作为一种广泛存在的环境和工业污染物，易蓄积于多种靶器官，长期低剂量的镉暴露 ，可对人体产生远期效应的危害，并且，已有大量研究表明镉在人体内会诱导神经细胞的凋亡。microRNA即微小核糖核酸，是一类小分子单链ＲＮＡ。MicroRNA在神经系统的发育及可塑性中发挥着极其重要的作用，近年来，有最新研究表明镉在神经系统中诱导神经细胞凋亡的过程中，microRNA的表达会出现异常变化，可以猜测在镉诱导神经细胞的凋亡过程中，microRNA的表达起到非常重要的调控作用。

关键词：镉 神经系统 microRNA 细胞凋亡 影响机制

1. 研究意义

近年来，研究发现microRNAs（miRNAs）对细胞凋亡发挥重要的调控作用。研究报道，基因芯片分析暴露于镉之后的细胞，发现多种miRNAs 表达异常。然而，miRNAs 对镉诱导肾细胞凋亡的调控作用，目前尚不清楚。并且有研究发现,miRNA 调控着人体内大约 1 / 3 的基因，而且在调控神经系统内细胞的凋亡等过程中起着重要作用。

2. 国内外研究现状及发展动态分析

关于miRNA对神经细胞的调控，Mao等人^[1]发现在小鼠皮层发生过程中, miR-17可以调节神经前体细胞的增殖和分化。另外,他们还发现:在神经炎症性环境下, miR- 17-92可以促进移植的神经干细胞的分化。Chen等人^[2]发现在小鼠脑的发育过程中, miR-23a/b和miR-27a/b表达会逐渐升,这种上升会抑制它们的靶基因Apaf- 1的表达。而Apaf- 1能够促进神经细胞的凋亡,因此miR- 23a/b和miR- 27a/b可以减弱神经细胞的凋亡。在神经退行性疾病( neurodegenerative diseases，ND)比如帕金森病( Parkinson' s disease , PD)和阿尔兹海默症( Alzheimer' s disease , AD)中, miRNA均有重要作用。miR-133b的表达异常可能造成PD的发生,因为miR-133b和它的靶基因Pitx3所组成的反馈环路对于维持脑中多巴胺神经元很重要。在另-项研究中, AD患者脑内miR-29a, miR- 29b- 1和miR-9的表达显著下降,这将导致它们的靶基因BACE1异常增高。而BACE1是产生淀粉样肽的关键基因,它的升高将增加AD的发病率。

miRNA可以直接或者间接影响Bcl-2和 Bax 这些转录因子从而调控细胞凋亡，Bcl-2和 Bax是控制细胞凋亡的两个重要转录因子,Bcl-2 家族蛋白作用位点为线粒体膜通透性转运孔(PTP),可以使线粒体内膜的孔径增大,外膜结构破坏,从而破坏阴离子通道的通透性,对调节cytc的释放有一定的调控作用,因此,Bcl-2 家族控制着线粒体膜的结构以及通透性。Cimmino等^[3]( 2005 )、Zhuang 等^[4](2016)、Zhang 等^[5](2015)分别在白血病细胞系、人胃癌细胞系、人肺癌细胞系中发现 miR-15 / 16、miR-143、miR-663 的表达量和 Bcl-2 的表达量呈负相关,进一步研究发现,这些 miRNA 能和 Bcl-2 的 3' -UTR 区结合而抑制 Bcl-2 的表达,促进细胞凋亡。 Liu 等^[6](2017)在大鼠、BC 细胞、小鼠中研究发现 miR-214、miR-221 和 miR-467a 能和 Bax 的 3 ' -UTR 区结合从而抑制 Bax 的表达,对细胞的凋亡有抑制作用。MiRNA则能通过调控神经细胞内Bcl-2和 Bax 这些转录因子使细胞线粒体内膜的孔径增大,外膜结构破坏,从而破坏阴离子通道的通透性,对调节细胞色素c的释放有一定的调控作用，进而起到调控由镉诱导神经细胞凋亡的作用。而这种调控镉诱导神经细胞凋亡的机制还有至少三条通路，在其他诱导细胞凋亡的通路中，miRNA是否起到真正的调控作用，并且，其具体的调控机制如何还有待进一步研究。这不仅对与miRNA有关的神经性疾病亦或是镉诱导的疾病而言都具有深刻的研究意义。

【参考文献：】

[1]MaoS, Li H, Sun Q, et al. miR-17 regulates the proliferation and differentiation of theneural precursor cells during mouse corticogenesis[J]. FEBS J. 2013.

[2]Chen;Wei Xiang,et al.Upregulation of micro RNA-203 is associated with advanced tumor progression and poorprognosis in epithelial ovarian cancer

[A];第七届生命科学联合学术大会论文汇编[C];2015.

[3]Cimmino,et al.miR-15 and miR-16 induce apoptosis by targeting BCL2[J].Proc Natl Acad Sci U S A.2005 Sep 27;102(39).

[4] Zhuang Y, Peng H,,et al.MicroRNA Regulation of Endothelial Junction Proteins and Clinical Consequence［J］.Mediators Inflamm.2016.

[5]Zhang Y.Differential expression profiles of microRNAs as potential biomarkers for the early diagnosis of lung cancer［J］.Oncol Rep. 2017 Jun;37(6).

[6]Liu,et al．miR-214 targets the PTEN-mediated PI3K/Akt signaling pathway and regulates cell proliferation and apoptosis in ovarian cancer［J］.Oncol Lett. 2017 Nov;14(5).

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