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circ-erc2在MAT2A调控大鼠褪黑激素合成与分泌中的作用机制研究

Circ-ERC2在MAT2A调控大鼠褪黑激素合成与分泌中的作用机制研究

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作者：郭海祥吉林大学

学位级别：硕士

松果体中褪黑激素合成与分泌的昼夜节律在脊椎动物中普遍存在,即褪黑激素的表达水平总是在夜间升高。芳烷基胺N-乙酰转移酶(AANAT)和乙酰血清素甲基转移酶(ASMT)在褪黑激素的合成过程中十分重要。ASMT是调控褪黑激素合成步骤的最后一种... 详细信息

松果体中褪黑激素合成与分泌的昼夜节律在脊椎动物中普遍存在,即褪黑激素的表达水平总是在夜间升高。芳烷基胺N-乙酰转移酶(AANAT)和乙酰血清素甲基转移酶(ASMT)在褪黑激素的合成过程中十分重要。ASMT是调控褪黑激素合成步骤的最后一种酶,但其在松果体中的表达并没有昼夜差异,据此推测甲基的转移效率可能与褪黑激素合成过程中的底物有关。S-腺苷甲硫氨酸(SAM)是哺乳动物中重要的甲基供体,能够作为底物参与褪黑激素的合成过程,已知甲硫氨酸腺苷转移酶(MAT)能够催化蛋氨酸和ATP合成SAM并且具备昼夜差异,MAT是否能够参与调控褪黑激素的合成过程,还有待进一步研究。circ RNA是一种内源性非编码RNA,其分子上具有miRNA反应元件(MRE),能够作为miRNA的分子海绵参与多种生物学过程。然而,在褪黑激素合成过程中,松果体中的circ RNA能否通过ce RNA机制参与褪黑激素的合成过程尚不明晰。本研究基于昼夜不同时间点大鼠松果体RNA全转录组测序结果,对差异表达的circ RNA、miRNA和m RNA进行靶向关系预测;通过RT-qPCR、NE处理、mat2a siRNA处理和ELISA确定mat2a是大鼠褪黑激素合成过程的重要分子。之后通过软件预测、细胞转染、双荧光素酶报告实验筛选出miR-125a-5p和circ-erc2,然后对circ-erc2的结构和位置进行了鉴定,评估大鼠松果体原代细胞中circ-erc2的敲低对MAT2A和褪黑激素合成与分泌的影响。最后利用实验室构建的大鼠颈上神经节切除模型进行了活体水平的验证研究。结果表明:***2a具备与aanat和褪黑激素类似的昼夜差异表达模式,并且都受到去甲肾上腺素(NE)调节。转染mat2a siRNA后,褪黑激素合成相关基因无显著差异,mat2a的表达水平和褪黑激素的分泌水平均出现了显著下调,初步说明了mat2a在大鼠松果体褪黑激素合成过程中发挥重要作用。***-125a-5p在大鼠松果体中存在昼夜差异,NE处理后出现下调趋势,和mat2a存在直接靶向关系;同大鼠其他组织相比,miR-125a-5p在大鼠松果体中表达量较高;双荧光素酶报告实验和转染实验共同表明miR-125a-5p能够下调mat2a的表达。***-erc2可以作为miR-125a-5p的分子海绵通过调控MAT2A的表达参与大鼠松果体褪黑激素的分泌。通过进行基因组比对,结果发现circ-erc2来源于erc2基因,同时使用荧光原位杂交技术(FISH),一代测序和线性RNA酶处理完成大鼠松果体中circ-erc2的鉴定。RT-q PCR结果表明circ-erc2在夜间显著上调,NE处理后出现上调趋势,双荧光素酶报告实验和转染实验也共同说明circ-erc2与miR-125a-5p存在靶向关系。4.为了验证体外实验结果,本研究利用实验室构建的大鼠颈上神经节切除模型,实验结果表明在颈上神经节的作用下,NE通过调控circ-erc2/miR-125a-5p/MAT2A轴参与调控褪黑激素的合成与分泌。综上所述,本研究发现差异表达的circ-erc2能够通过miR-125a-5p/MAT2A途径参与大鼠松果体褪黑激素的合成与分泌,为circ RNA在松果体褪黑激素合成与分泌调控相关研究提供了依据。

关键词：大鼠松果体 circ-erc2 miR-125a-5p ceRNA机制褪黑激素

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