Роль Петли Обратной Связи с МикроРНК

A Runx2/miR-3960/miR-2861 regulatory feedback loop during mouse osteoblast differentiation. Hu R, Liu W, Li H, Yang L, Chen C, Xia ZY, Guo LJ, Xie H, Zhou HD, Wu XP, Luo XH. J Biol Chem. 2011 Apr 8;286(14):12328-39
Our recent study showed that miR-2861 promotes osteoblast differentiation by targeting histone deacetylase 5, resulting in increased runt-related transcription factor 2 (Runx2) protein production. Here we identified another new microRNA (miRNA) (miR-3960) that played a regulatory role in osteoblast differentiation through a regulatory feedback loop with miR-2861. miR-3960 and miR-2861 were found clustered at the same loci. miR-3960 was transcribed during bone morphogenic protein 2 (BMP2)-induced osteogenesis of ST2 stromal cells. Overexpression of miR-3960 promoted BMP2-induced osteoblastogenesis. However, the inhibition of miR-3960 expression attenuated the osteoblastogenesis. Homeobox A2 (Hoxa2), a repressor of Runx2 expression, was confirmed to be a target of miR-3960. Electrophoretic mobility shift assay and chromatin immunoprecipitation experiments confirmed that Runx2 bound to the promoter of the miR-3960/miR-2861 cluster. Furthermore, overexpression of Runx2 induced miR-3960/miR-2861 transcription, and block of Runx2 expression attenuated BMP2-induced miR-3960/miR-2861 transcription. Here we report that miR-3960 and miR-2861, transcribed together from the same miRNA polycistron, both function in osteoblast differentiation through a novel Runx2/miR-3960/miR-2861 regulatory feedback loop. Our findings provide new insights into the roles of miRNAs in osteoblast differentiation.	МикроРНК многочисленный класс эндогенных, малых (~22 нуклеотида), однонитчатых некодирующих молекул РНК (1). МикроРНК обеспечивают репрессию трансляции или деградацию транскриптов мишеней путем соединения с сайтами, комплементарными в 3'-UTRs мРНК мишеней. В последнее время они проявили себя как мощные посттранскрипционные регуляторы генной экспрессии (2). Кстати, более 3% генов в геноме человека, как было установлено, кодируют микроРНК и более 30% генов в геноме человека регулируются с помощью микроРНК (3). Показано. что микроРНК участвуют в различных биологических процессах, включая определение временных параметров развития, клеточную дифференцировку пролиферацию, метаболизм, развитие тканей, экспрессию белков и развитие опухолей. Поддержание костной массы зависит от баланса между формированием и резорбцией кости; индуцируемая с помощью BMP2 дифференцировка остеобластов является критическим компонентом формирования кости (7). Runt-related transcription factor 2 (Runx2), основной транскрипционный фактор, необходимый для дифференцировки остеобластов, является важным для детерминации клона остеобластов из мультипотентных мезенхимных клеток (8). Немногие исследования посвящены регуляторной роли микроРНК в остеобластогенезе. Недавние исследования открыли некоторые микроРНК, важные для регуляции генов формирования кости, включая транскрипционные факторы и молекулы сигнальных путей, необходимые для остеобластогенеза (9,10). Некоторые микроРНК действуют как негативные регуляторы дифференцировки остеобластов, такие как miR-26a и miR-125b (11,12). Однако не все микроРНК являются функциональными ингибиторами остеобластогенеза, miR-29b способствует остеогенезе путем непосредственного подавления множественных ингибиторов дифференцировки остеобластов (13), а mir-210 позитивно регулирует остеогенез путем ингибирования сигнального пути TGF-β-activin (14). Недавно мы сообщали о новой микроРНК miR-2861, которая играет позитивную регуляторную роль в дифференцировке остеобластов путем воздействия на гистоновую деацетилазу 5, энхансер деградации Runx2 (15). Замалчивание in vivo miR-2861 с использованием специфического antagomir ингибировало формирование кости у мышей. Наше исследование также открыло мутацию pre-miR-2861, которая приводила к первичному остеопорозу у пациентов. Однако регуляторный механизм микроРНК в дифференцировке остеобластов всё ещё нуждается в дальнейшем изучении. В данной работе мы клонировали и идентифицировали новую микроРНК (названную mir-3960) в остеобластах путем клонирования малых РНК и исследовали регуляторный механизм BMP-индуцируемой дифференцировки остеобластов. Избыточная экспрессия miR-3960 способствует индуцируемому с помощью BMP остеобластогенезу. Ингибирование экспрессии miR-3960 ослабляет остеобластогенез. Homeobox A2 (Hoxa2), репрессор экспрессии Runx2, является мишенью для miR-3960. Установлено, что Runx2 соединяется с промотором кластера микроРНК miR-3960/mir-2861. Избыточная экспрессия Runx2 индуцирует транскрипцию miR-3960/mir-2861, а блокирование экспрессии Runx2 ослабляет индуцируемую с помощью BMP транскрипцию miR-3960/mir-2861. Показано, что miR-3960 и mir-2861 транскрибируются с одного и того же микроРНК полицистрона и обе участвуют в дифференцировке остеобластов посредством регуляторной петли обратной связи Runx2/miR-3960/miR-2861.

МикроРНК многочисленный класс эндогенных, малых (~22 нуклеотида), однонитчатых некодирующих молекул РНК (1). МикроРНК обеспечивают репрессию трансляции или деградацию транскриптов мишеней путем соединения с сайтами, комплементарными в 3'-UTRs мРНК мишеней. В последнее время они проявили себя как мощные посттранскрипционные регуляторы генной экспрессии (2). Кстати, более 3% генов в геноме человека, как было установлено, кодируют микроРНК и более 30% генов в геноме человека регулируются с помощью микроРНК (3). Показано. что микроРНК участвуют в различных биологических процессах, включая определение временных параметров развития, клеточную дифференцировку пролиферацию, метаболизм, развитие тканей, экспрессию белков и развитие опухолей.

Поддержание костной массы зависит от баланса между формированием и резорбцией кости; индуцируемая с помощью BMP2 дифференцировка остеобластов является критическим компонентом формирования кости (7). Runt-related transcription factor 2 (Runx2), основной транскрипционный фактор, необходимый для дифференцировки остеобластов, является важным для детерминации клона остеобластов из мультипотентных мезенхимных клеток (8). Немногие исследования посвящены регуляторной роли микроРНК в остеобластогенезе. Недавние исследования открыли некоторые микроРНК, важные для регуляции генов формирования кости, включая транскрипционные факторы и молекулы сигнальных путей, необходимые для остеобластогенеза (9,10). Некоторые микроРНК действуют как негативные регуляторы дифференцировки остеобластов, такие как miR-26a и miR-125b (11,12). Однако не все микроРНК являются функциональными ингибиторами остеобластогенеза, miR-29b способствует остеогенезе путем непосредственного подавления множественных ингибиторов дифференцировки остеобластов (13), а mir-210 позитивно регулирует остеогенез путем ингибирования сигнального пути TGF-β-activin (14).

Недавно мы сообщали о новой микроРНК miR-2861, которая играет позитивную регуляторную роль в дифференцировке остеобластов путем воздействия на гистоновую деацетилазу 5, энхансер деградации Runx2 (15). Замалчивание in vivo miR-2861 с использованием специфического antagomir ингибировало формирование кости у мышей. Наше исследование также открыло мутацию pre-miR-2861, которая приводила к первичному остеопорозу у пациентов. Однако регуляторный механизм микроРНК в дифференцировке остеобластов всё ещё нуждается в дальнейшем изучении.

В данной работе мы клонировали и идентифицировали новую микроРНК (названную mir-3960) в остеобластах путем клонирования малых РНК и исследовали регуляторный механизм BMP-индуцируемой дифференцировки остеобластов. Избыточная экспрессия miR-3960 способствует индуцируемому с помощью BMP остеобластогенезу. Ингибирование экспрессии miR-3960 ослабляет остеобластогенез. Homeobox A2 (Hoxa2), репрессор экспрессии Runx2, является мишенью для miR-3960. Установлено, что Runx2 соединяется с промотором кластера микроРНК miR-3960/mir-2861. Избыточная экспрессия Runx2 индуцирует транскрипцию miR-3960/mir-2861, а блокирование экспрессии Runx2 ослабляет индуцируемую с помощью BMP транскрипцию miR-3960/mir-2861. Показано, что miR-3960 и mir-2861 транскрибируются с одного и того же микроРНК полицистрона и обе участвуют в дифференцировке остеобластов посредством регуляторной петли обратной связи Runx2/miR-3960/miR-2861.

A Runx2/miR-3960/miR-2861 regulatory feedback loop during mouse osteoblast differentiation.Hu R, Liu W, Li H, Yang L, Chen C, Xia ZY, Guo LJ, Xie H, Zhou HD, Wu XP, Luo XH.J Biol Chem. 2011 Apr 8;286(14):12328-39

A Runx2/miR-3960/miR-2861 regulatory feedback loop during mouse osteoblast differentiation.
Hu R, Liu W, Li H, Yang L, Chen C, Xia ZY, Guo LJ, Xie H, Zhou HD, Wu XP, Luo XH.
J Biol Chem. 2011 Apr 8;286(14):12328-39