《MicroRNA調控DNA甲基化對先天性心臟病的發生和干預的功能研究》是依託復旦大學，由桂永浩擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：MicroRNA調控DNA甲基化對先天性心臟病的發生和干預的功能研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：桂永浩
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
先天性心臟病的發生機制十分複雜。表觀遺傳效應和基因遺傳效應共同作用而導致先心病的發生。表觀遺傳效應最重要之一是DNA甲基化，它可影響多個基因的表達，與先心病密切相關。MicroRNA可影響多個基因的表達，並調節不同轉錄因子，從不同路徑影響先心病發生。本研究從先心病病例出發，分析DNA甲基化水平變化和microRNA表達變化的相關性。在心肌細胞水平及斑馬魚整體水平，分別調節microRNA的表達和DNA甲基化水平高低，研究（1）對心肌細胞或斑馬魚發育的影響和表型；（2）microRNA的表達變化對DNA甲基化水平的影響及機制；（3）DNA甲基化水平的變化對microRNA的表達的影響及機制；（4）調節microRNA的表達是否可抑制DNA甲基化效應。由此，研究microRNA和DNA甲基化的相互作用在先心病中的作用，探索是否可通過調節microRNA的的表達抑制甲基化效應而達到干預先心病的發生。
結題摘要
miRNA及DNA甲基化在先天性心臟病（congenital heart disease，CHD）的發生髮展中起著重要的作用，它們之間更存在著複雜的相互調控機制。本項目通過對先心病樣本進行篩選分析，研究DNA甲基化與miRNA對心臟發育的影響。並在此基礎上，探索它們之間的相互作用以及通過調節特定miRNA的表達以達到抑制甲基化效應的目的。研究結果顯示（1）CHD患者心臟組織DNA甲基轉移酶（DNA Methyltransferase，DNMTs）表達降低。斑馬魚去甲基化處理後可導致死亡率和畸形率增加，生長發育落後，心臟形態和功能異常。體外培養心肌細胞去甲基化後可導致增殖能力降低，心臟關鍵基因表達紊亂；（2）通過miRNA測序、生信分析及qPCR驗證，我們發現miR-29b-3p在患者心肌組織中表達顯著增加。斑馬魚注射miR-29b-3p可出現死亡率和畸形率增加、發育遲滯、心臟形態和功能異常、心肌細胞增殖能力降低等。體外培養心肌細胞轉染miR-29b-3p可抑制其增殖能力。進一步研究表明miR-29b-3p可通過調控靶基因NOTCH2的表達抑制心肌細胞增殖；（3）患者心肌組織中DNMTs與miR-29b-3p的表達呈負相關。DNMTs可通過改變miR-29b-3p啟動子區域的甲基化水平影響其轉錄，miR-29b-3p可通過直接靶向作用於DNMT3A和DNMT3B的3’ UTR區域抑制其表達。利用兩者的調控關係，通過外源性抑制miR-29b-3p的表達，可降低低甲基化對斑馬魚和心肌細胞造成的損害。本研究不僅有助於了解先心病發生髮展過程中DNA甲基化和miRNA的作用，更通過外源性改變miRNA的表達，為保護心臟發育、干預先心病發生髮展提供新思路。隨著干預 miRNA 表達技術不斷進步，基於miRNA的治療策略將成為先心病治療的重要方向，將其套用於臨床具有廣闊的前景。
