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本研究包括三部分内容,分述如下: 目的: 第一部分鉴定miR-7基因敲减小鼠模型,为进一步深入研究miR-7的生物学功能奠定基础。 第二部分研究miR-7基因敲减对小鼠胸腺细胞发育的影响。 第三部分探讨miR-7基因敲减影响小鼠胸腺细胞发育的机制。 方法: 第一部分 1.常规剪取7只miR-7基因敲减(miR-7 knock down,miR-7KD)小鼠的脚趾和尾巴,按照DNA试剂盒说明书以及Trizol法分别提取其基因组DNA和总RNA。剪取1只WT(wild-type,WT)小鼠的尾巴,Trizol法提取其总RNA,并将其作为阴性对照。将提取的两组小鼠的总RNA分别逆转录成cDNA。然后,以基因组DNA和cDNA为模板,利用miR-7-sponge真核表达载体特异性引物,采取PCR技术扩增目的基因片段—增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)。 2.提取WT和miR-7KD小鼠的心脏、肝脏以及脾脏等7个不同组织器官的总RNA,用miR-7特异性引物逆转录成cDNA,利用Real-time PCR探针法检测各组织器官中miR-7成熟体的表达水平。 3.观测并记录两组小鼠从2周到12周以内的体重变化以及从出生到24周以内的总生存率。 4. HE染色观察第13周的miR-7KD小鼠心脏、肺脏、肝脏以及肾脏的形态学结构改变。 第二部分 1.检测miR-7KD小鼠较WT小鼠胸腺大小、重量以及细胞总数的变化。 2.利用原位杂交技术以及 Real-time技术检测miR-7KD小鼠胸腺miR-7的表达水平。 3. HE染色观察miR-7KD小鼠胸腺的形态学结构改变。 4.采用流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)检测胸腺T细胞各亚群的比例变化;并进一步检测其细胞活化分子CD44、CD62L以及CD69的比例。 5.利用核抗原Ki67染色法和PI法检测胸腺各细胞亚群的增殖以及凋亡比例。 6. TCR特异性信号以及PMA和离子霉素体外诱导胸腺细胞,观察细胞增殖的变化。 7.通过FCM检测miR-7KD小鼠胸腺各细胞亚群中细胞因子IFN-γ、IL-4、IL-17以及RORγt的比例变化。 第三部分 1.常规提取小鼠胸腺单细胞悬液,Trizol法提取其RNA,送上海康成生物公司进行NimbleGen Gene Expression Profile检测。然后,根据基因表达谱芯片结果,我们进行差异基因GO(Gene Ontology)分析和与T细胞增殖相关信号通路分析。GO分析包括三个方面:生物过程(Biological Process),细胞组成(Cellular Component)和功能分子(Molecular Function)。信号通路分析主要分析与T细胞增殖活性相关信号通路的关键分子在RNA表达水平上的差异。 2.依据基因表达谱芯片结果,通过靶基因预测软件并结合相关文献报道预测miR-7在胸腺细胞中的潜在靶标。 3. Real-time PCR技术检测潜在靶基因的表达水平。 4. Western Blot技术检测胸腺蛋白中总ERK1/2和磷酸化-ERK1/2表达的改变。 结果: 第一部分 1. PCR结果显示,除WT小鼠外,模型小鼠的脚趾基因组DNA以及鼠尾cDNA中均能扩增出目的基因片段-EGFP。 2. Real-time PCR结果显示,miR-7KD小鼠心脏、肝脏以及脾脏等7个重要组织器官中miR-7成熟体的表达水平较WT小鼠均显著下调(P<0.05)。 3.从第2周到第12周内,miR-7KD小鼠较WT小鼠体重显著降低,体积明显减小,且24周内死亡率明显增加(P<0.05)。 4. HE染色结果显示,miR-7KD小鼠心脏、肺脏、肝脏以及肾脏形态学结构发生了明显的病理性改变。 第二部分 1.与 WT小鼠相比,miR-7KD小鼠胸腺大小、重量以及细胞总数均显著减少(P<0.05)。 2.原位杂交与RT-PCR结果显示,miR-7KD小鼠较WT小鼠胸腺中miR-7成熟体的表达水平显著降低(P<0.05)。 3. HE染色结果显示miR-7KD小鼠胸腺形态学结构发生了明显的病理性改变。 4. FCM结果显示,miR-7KD小鼠胸腺 CD4+单阳性细胞(CD4+ single positive,CD4+SP)以及 CD8+单阳性细胞(CD8+ single positive,CD8+SP)比例明显降低(P<0.05),然而CD4+CD8+双阳性细胞(CD4+CD8+double positive,CD4+CD8+DP)比例无显著改变。进一步的FCM结果显示,与 WT小鼠相比,miR-7KD小鼠胸腺CD4+SP以及 CD8+SP细胞中 CD44、CD62L以及 CD69阳性比例均显著增加(P<0.05),且其Ki67以及PI的阳性率也明显上调(P<0.05)。 5. Anti-CD3/CD28协同刺激胸腺细胞,并于24h、48h以及72h时分别观察细胞增殖变化,结果显示miR-7KD小鼠较WT小鼠胸腺细胞增殖能力均明显下调(P<0.05)。同样,PMA与离子霉素体外共刺激胸腺细胞6h后的增殖结果显示与anti-CD3/CD28刺激结果是一致的。 6. FCM结果显示,miR-7KD小鼠胸腺中 CD4+SP以及 CD8+SP细胞中细胞因子IFN-γ、IL-4、IL-17以及RORγt的表达水平显著上调(P<0.05)。 第三部分 1.基因芯片结果显示,WT小鼠与miR-7KD小鼠的胸腺细胞中存在许多基因表达差异。并且,其中一些与T细胞增殖活性相关的信号通路关键分子的表达在RNA水平上也存在显著差异性。 2.推测出Smad5与Snap23为miR-7在胸腺细胞中潜在作用靶标。 3. RT-PCR结果显示,与WT小鼠相比,miR-7KD小鼠胸腺细胞中Smad5以及Snap23的表达水平明显增加(P<0.05)。 4. miR-7KD小鼠胸腺中总 ERK1/2以及磷酸化-ERK1/2的表达水平均明显下调(P<0.05)。 结论: 第一部分 1.我们成功鉴定了miR-7基因敲减小鼠模型。 2. miR-7敲减后,小鼠生长发育迟缓,死亡率增加,且多个重要组织器官发生病理学改变。 第二部分 1. miR-7基因敲减后,可显著影响胸腺T淋巴细胞的发育。 第三部分 1. miR-7敲减影响胸腺细胞发育可能与靶分子Smad5和Snap23的表达上调有关。 2. miR-7可能通过ERK信号途径调控胸腺细胞的发育过程。