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张晓辉教授发文:揭示ITP发病分子机制——miR-98-5p介导ITP骨髓MSCs凋亡机制研究

2020年11月12日
来源:国家血液临床医学研究中心

【1分种秒懂要点】

1.首次确定导致ITP骨髓MSCs凋亡的关键miRNA,即miR-98-5p;

2. miR-98-5p靶向调控IGF2BP1促进ITP骨髓MSCs凋亡;

3. miR-98-5p靶向IGF2BP1,其介导的下游IGF-2/PI3K通路抑制和p53上调参与ITP骨髓MSCs的凋亡调控;

4. 全反式维甲酸(ATRA)通过抑制miR-98-5p表达,纠正ITP-MSCs异常凋亡,为ATRA临床治疗ITP提供了理论依据;

5. 论著发表于Molecular Therapy-Nucleic Acids(IF=7.032)。

通讯作者

               
张晓辉
主任医师

国家血液系统疾病临床医学研究中心副主任 (兼)办公室主任
北京大学血液病研究所副所长
中华医学会血液学分会(第十一届) 副主任委员、造血干细胞移植学组组长
中国免疫学会血液免疫分会第四届委员会  副主任委员
中国抗白血病联盟  副主任委员
中国医药教育学会止血与血栓分会 副主任委员
Blood 杂志中文版,《国际输血与血液学杂志》副主编
《中华血液学杂志》,《临床血液学杂志》,《临床内科学》等编委
临床研究方向: 造血干细胞移植治疗血液病和出凝血疾患

第一作者

               
王亚楠
博士研究生

国家血液系统疾病临床医学研究中心,北京大学人民医院,北京大学血液病研究所,博士研究生,导师:张晓辉 教授
研究方向:造血干细胞移植与出凝血
以第一作者在Molecular Therapy-Nucleic Acids、Sci China Life Sci等杂志上发表SCI论文2篇,申请国家发明专利2项
在ASH大会做壁报交流
北京大学优秀博士学位论文获得者

miR-98-5p高表达与ITP骨髓MSCs凋亡相关

免疫相关性血小板减少性紫癜(ITP)是一种常见的自身免疫性出血性疾病,间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)的损伤可能参与其发病。北大血研所团队前期研究表明,ITP患者骨髓MSCs凋亡增加。微小RNA(MicroRNAs)通过调节免疫、调控巨核细胞发育及血小板生成等,在ITP发生中起重要作用。然而,miRNAs在ITP骨髓MSCs中的作用仍然不清楚。课题组前期进行了ITP骨髓MSCs的mRNA和miRNA芯片分析。在本研究中,我们重新分析芯片数据,筛选出miR-98-5p可能是导致ITP骨髓MSCs凋亡的关键miRNA。

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miR-98-5p转录后抑制IGF2BP1

芯片分析表明,凋亡相关基因IGF2BP1,是miR-98-5p下游的直接靶点。通过miRDB比对miR-98-5p序列和IGF2BP1 3΄UTR序列,预测miR-98-5p结合IGF2BP1 3΄UTR的最可能的位点,并采用荧光素酶报告基因实验验证。检测细胞中IGF2BP1的基因和蛋白表达水平;通过构建小干扰RNA(siRNA)敲低细胞中IGF2BP1表达,验证IGF2BP1在ITP-MSCs中的作用。结果表明miR-98-5p很可能是通过转录后靶向抑制IGF2BP1而介导ITP-MSCs凋亡的。

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miR-98-5p通过抑制IGF-2/PI3K/Akt通路发挥促凋亡效应

胰岛素样生长因子(IGFs)在MSCs的自我更新和发育中起重要作用。IGF2BP1介导IGF-2 mRNA稳定不被降解,从而促进IGF-2表达。IGF-2通过结合至IGF-1受体(IGF1R),激活下游的PI3K/Akt通路活性而发挥生物学效应。接下来,我们探究了IGF-2/PI3K/Akt通路是否参与了ITP-MSCs的凋亡调控。相较于IGF-2,IGF1R对IGF-1有着更强的结合力。因此,我们同时检测了骨髓上清中IGF-1和IGF-2的浓度。令人意外的是,ITP患者骨髓上清中IGF-2浓度较对照组显著下降,而IGF-1则在ITP患者和对照组中无显著差异。进一步实验表明,ITP-MSCs中PI3K/Akt通过活性下降。为了确定IGF-2下降和ITP-MSCs中PI3K/Akt通过活性下降是否是由于miR-98-5p过表达和IGF2BP1下调表达导致的,我们进行了更多的细胞转染实验。结果表明,miR-98-5p通过抑制IGF-2/PI3K/Akt通路活性而调控ITP-MSCs凋亡。

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miR-98-5p通过抑制β-TrCP介导的p53泛素化上调p53

我们之前的研究表明,p53上调参与了ITP-MSCs的凋亡调控。作为泛素连接酶复合体SCF的关键组分,β-TrCP介导了p53的泛素化并促进p53的蛋白酶体途径降解。而IGF2BP1可稳定β-TrCP mRNA避免其被降解。因此,我们推测,miR-98-5p靶向调控IGF2BP1,可能通过抑制β-TrCP介导的p53泛素化而引起p53上调。为了验证我们的假设,我们进行了相关实验。结果表明,ITP-MSCs中β-TrCP mRNA和蛋白水平均显著下调;p53水平则显著上调,与我们之前的研究结果一致。细胞转染实验结果显示, miR-98-5p通过靶向调控IGF2BP1抑制ITP-MSCs中β-TrCP的表达。接下来,我们检测了β-TrCP介导的p53泛素化。有趣的是,ITP-MSCs中β-TrCP介导的p53泛素化水平明显受抑制。我们继续验证miR-98-5p在p53泛素化中的作用。结果表明,miR-98-5p通过抑制β-TrCP介导的p53泛素化,而导致ITP-MSCs中p53上调。

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过表达miR-98-5p减弱MSCs对ITP小鼠的治疗效应

MSCs已被证明对ITP小鼠有益。为更好地理解miR-98-5p在MSCs中的作用,我们构建了主动的ITP小鼠模型,并将miR-98-5p过表达修饰的MSCs输注给ITP小鼠以观察其治疗效应。相较于对照组ITP小鼠,MSCs治疗组ITP小鼠的血小板在第8天和第12天有明显的提升;而转染miR-98-5p-M的MSCs治疗的ITP小鼠,其血小板水平未见明显上升。转染miR-98-5p-M的MSCs或转染miR-98-5p-NC的MSCs治疗的ITP小鼠,其出血症状均得到改善。这些研究结果表明,过表达miR-98-5p减弱了MSCs对ITP小鼠的治疗效应,这更进一步证明了miR-98-5p在MSCs中的关键作用。

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ATRA纠正ITP骨髓MSCs凋亡

我们在之前的研究中已经报道过ATRA治疗激素耐药/复发ITP的疗效。也有相关研究证明了ATRA治疗ITP可能的机制。然而,ATRA对ITP-MSCs的调节效应尚不完全清楚。为阐明这一问题,我们在ITP-MSCs的培养体系中加入ATRA。结果发现,ATRA干预显著纠正了ITP-MSCs凋亡。此外,ATRA干预下调了ITP-MSCs中miR-98-5p的表达。相应地,ATRA处理后IGF-2和β-TrCP的mRNAs表达均上调,PI3K/Akt通路活性增强,β-TrCP介导的p53泛素化水平也上调。这些研究结果表明,ATRA在体外通过下调miR-98-5p而纠正ITP-MSCs凋亡。总之,ATRA可能通过靶向抑制miR-98-5p纠正ITP-MSCs凋亡,有望成为治疗ITP患者的潜在方法。

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参考文献

Wang, Y., Zhang, J., Su, Y., Wang, C., Zhang, G., Liu, X., Chen, Q., Lv, M., Chang, Y., Peng, J., Hou, M., Huang, X., & Zhang, X. (2020). miRNA-98-5p Targeting IGF2BP1 Induces Mesenchymal Stem Cell Apoptosis by Modulating PI3K/Akt and p53 in Immune Thrombocytopenia. Molecular therapy. Nucleic acids, 20, 764–776. https://doi.org/10.1016/j.omtn.2020.04.013

责任编辑:Flora
排版编辑:Flora


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评论
2021年04月09日
李跃
感谢您的分享,谢谢,继续学习
2021年04月09日
刘轲
成都双流世济诊所 | 心血管内科
感谢您的分享,谢谢,继续学习
2021年04月04日
蒋文文
成都双流世济诊所 | 心血管内科
感谢大咖的分享,感谢良医汇、