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本人在博士阶段的主要研究方向包括《UCP2通过控制Ca2+内流负调控中性粒细胞趋化反应的研究》和《血清/血浆中微小核糖核酸(miRNA)的作用研究》两方面内容。 UCP2蛋白为线粒体解偶联蛋白家族成员,已被证明参与生物体多种生理过程的调控,包括ATP生成、细胞内活性氧水平调控以及脂肪代谢。越来越多的报道揭示了其在免疫反应中的重要作用,如UCP2基因敲除小鼠能通过增加巨噬细胞内的ROS抵抗胞内寄生虫Toxoplasma gondii的感染;低密度脂蛋白受体敲除小鼠移植UCP2-/-骨髓后,更容易患动脉粥样硬化;UCP2敲除小鼠能通过增加淋巴细胞对胰岛的浸润而加速自身免疫性糖尿病的发展;以及THP-1细胞中过表达UCP2蛋白可以显著抑制β2整合素介导的单核细胞激活、粘附及迁移穿越上皮细胞。因此,我们将目光集中在UCP2与中性粒细胞(PMN)趋化作用的相关性上。 在研究中我们进行了一系列实验,包括:第一,我们检测了zymosan诱导的小鼠急性腹膜炎中中性粒细胞(PMN)的趋化迁移作用,发现与野生型小鼠相比更多UCP2-/-PMN在zymosan诱导下迁移到腹腔炎症部位。在研究从骨髓分离的PMN在体外迁移的实验中也发现,在fMLP诱导下,UCP2-/-PMN能更快地迁移。第二,作为支持UCP2负调控PMN迁移的证据,我们发现,迁移过后的PMN中UCP2蛋白的表达量降低。相反的,在UCP2高表达的STZ诱导的模型小鼠中,PMN的趋化迁移与对照小鼠相比显著降低。第三,与UCP2+/+小鼠相比,UCP2-/-PMN表面的整合素CD11 b/CD18和CD11a/CD18在fMLP诱导下发生了更显著的高表达。最后,与UCP2+/+小鼠相比,UCP2-/-PMN在fMLP诱导下发生的细胞内钙离子动员也更加显著。 因此,我们证明在中性粒细胞中,UCP2可以通过调控细胞内Ca2+内流而负调控细胞的趋化迁移。 另一方面我们还研究了血清/血浆中存在的微小核糖核酸(miRNAs)的存在形式及其作用方式。 MiRNA是一类大小约21-23个碱基的单链小分子RNA,其能通过特异性降解靶基因的mRNA或抑制靶基因翻译过程起到调控动植物生理活动的功能。成熟的miRNA是经过一系列复杂的过程由其前体加工而成的,这些普遍存在的小分子在真核基因表达调控中有着广泛的作用。在线虫、果蝇、小鼠和人等物种中已经发现的数百个miRNA中的多数具有和其他参与调控基因表达的分子一样的特征:在不同组织、不同发育阶段中miRNA的水平有显著差异。这种miRNA表达模式具有分化的位相性和时序性,提示miRNA有可能作为参与调控基因表达的分子,因而具有重要意义。 MiRNA在基因调控中的广泛存在和重要性随着研究的深入一步步被揭示,同时越来越多的研究开始关注miRNA和他们的靶基因。已经发现的miRNA参与调控的细胞功能包括细胞增殖、细胞凋亡、脂肪酸代谢、哺乳动物造血细胞分化以及调控植物中叶子和花的分化。 研究发现血清/血浆中存在稳定表达的miRNA,并且血清/血浆中miRNA的表达和各种疾病的发生有一定的相关性,已成为潜在的用于疾病诊断的生物标记物。然而,到目前为止,血清/血浆中miRNA的来源及其在生物体中的作用机制还不清楚。 Microvesicle是一类大小介于10-500nm之间,具有脂质双层膜的生物囊泡结构,其早在1967年就有报道,当时被称为“platelet dust”。microvesicle来源于血小板,其包含囊泡,具有促进凝结的作用。后来的体外研究发现内皮细胞、血管平滑肌细胞、血小板、白细胞、淋巴细胞、红细胞等都能释放microvesicle。Microvesicle中包含有各种蛋白及核酸等物质,在一定生理病理状况下,能对周围环境产生一定影响。 通过分析,我们发现microvesicle中含有miRNA。然而并不是血清/血浆中所有的miRNA都存在于microvesicle。在检测除去microvesicle的上清时发现,部分miRNA在其中也有很高的表达,因此我们确定血清/血浆miRNA至少有两种存在方式:microvesicle所载miRNA及游离miRNA。 通过对microvesicle所载miRNA的研究发现,其可以通过microvesicle的介导进入相关细胞内。因此,我们猜测通过mcirovesicle进入细胞的miRNA很可能也能发挥其作为miRNA的作用,即通过抑制其靶基因蛋白翻译而在转录后调控基因表达。进而microvesicle所载miRNA就可以成为有效的细胞间通讯方式,在体内发挥重要的调控作用。 同时我们还研究了血清/血浆游离miRNA与细胞的相关作用,我们的结果显示游离miRNA可以和细胞相互作用。同时其作用方式也是多样的,比如在与单核/巨噬细胞THP-1相互作用时,其可能通过吞噬作用进入细胞内,而在与胚肾上皮细胞相互作用时,其表现出和受体/配体作用方式相类似的结果。并且其这种类似受体/配体的作用并不是序列特异性而是miRNA特异性的。联系之前有关Toll-like receptor可以结合核酸的报道,我们猜测miRNA很可能也能作为配体与某些未知的细胞受体结合,在生物体内发挥重要的调控作用。因此我们相信研究将有很大的前景和非常重要的意义。 下文中将对《UCP2通过控制Ca2+内流负调控中性粒细胞趋化反应的研究》和《血清/血浆中微小核糖核酸(miRNA)的作用研究》两方面内容分别陈述。