人类的微rna抑制潜在facioscapulohumeral肌肉萎缩症致病基因的表达

人类的微rna抑制潜在facioscapulohumeral肌肉萎缩症致病基因的表达
图1:mir - 675目标DUX4 ORF和3′UTR。一个RenLuc-DUX4-FL dual-luciferase记者和巨细胞病毒。段H19构造,U6。MIR675 H1。MIR675, U6。MIR675-3p, U6。MIR675-5p microrna。RenLuc-DUX4-FL包含DUX4 ORF和3′UTR序列融合Renilla终止密码子后的荧光素酶。外显子1 - 3(例1、2、3)表示。* SD5表示沉默突变Renilla神秘拼接捐赠者的荧光素酶。萤火虫荧光素酶作为转染控制。b U6。MIR675减少相对Renilla荧光素酶活动构造包含全身DUX4, DUX4 ORF,或者只DUX4 3 ' UTR(35±3%, 34±2%, 24±5%,分别;P < 0.0001)。 H19 reduced relative Renilla luciferase activity from the RenLuc-DUX4-FL by 36 ± 2% (P < 0.0001). All readings were normalized to Firefly luciferase and then to the milacZ negative control. U6.MIR675 did not reduce relative Renilla luciferase activity from the non-targeting RenLuc control plasmid (RenLuc). The U6.miDUX4.405 positive control is a published artificial microRNA with robust DUX4 silencing activity. Data indicate mean luciferase activity ± SEM (N = 3 independent experiments). c Relative Renilla luciferase activity was reduced in a dose-dependent manner by two miR-675 constructs: U6.MIR675 and H1.MIR675. Molar ratios of miRNA to reporter plasmid are indicated and data normalized to the miLacZ negative control. U6.MIR675 significantly reduced relative Renilla luciferase activity by 23 ± 3% (10:1 ratio), 29 ± 3% (20:1), and 34 ± 3% (40:1). H1.MIR675 performed better at lower doses, reducing relative Renilla luciferase activity by 42 ± 4%, 39 ± 5%, and 55 ± 3%. All samples were significantly different from the miLacZ control (P < 0.0001). Data represent mean normalized Renilla luciferase activity ± SEM (N = 4 independent experiments). d Droplet digital PCR (ddPCR). H1.MIR675 significantly reduced DUX4 mRNA levels by 71 ± 2% (P < 0.0001, ANOVA, N = 3) compared to the miLacZ negative control, 48 h following transfection of HEK293 cells with a 1:3 ratio of CMV.DUX4-FL/CMV.eGFP and H1.MIR675. Results represent the average absolute DUX4 mRNA concentration (copies/µL) ± 95% poisson confidence interval. Data represent mean relative concentration (copies/μL) ± SEM (N = 3 independent experiments). For b–d, One-way ANOVA followed by Dunnett’s multiple comparison tests were performed for statistical analyses. e Northern blot using RNA extracted from HEK293 cells transfected with the indicated expression plasmids. U6.miGFP is a negative control. Credit: DOI: 10.1038/s41467-021-27430-1

Facioscapulohumeral肌肉萎缩症(FSHD)是由在骨骼肌DUX4基因的异常表达。全国儿童医院的研究人员最近发布了一个内生的人类微rna, mir - 675,抑制DUX4表达和保护从DUX4-mediated肌肉细胞死亡在一个小鼠模型通过基因治疗管理。他们还表明,基于小分子治疗移植mir - 675抑制DUX4 mRNA和DUX4-associated生物标记肌管来自FSHD患者。

研究人员称,这项研究发表在自然通讯,是第一个演示使用小使用RNA干扰抑制主要疾病基因机制。

“内生的想法是利用分子,每个人都已经在他们的肌肉,“Nizar萨德说,博士,研究员斯科特·哈珀实验室的博士,在基因治疗中心首席研究员阿比盖尔瓦克斯纳研究所全国儿童。“因为我们验证这微rna可以直接目标DUX4 mRNA,我们开发了两个方法,我们可以移植微rna水平。”

小分子核糖核酸是小非编码rna(~ 22个核苷酸)作为基因表达的转录后的监管机构。之前的研究中,没有针对DUX4内源性小分子核糖核酸识别。因此,Saad博士和他的同事使用生物信息学工具来预测哪些人小分子核糖核酸可能目标DUX4信使rna沉默DUX4expression然后用经验来检验自己的能力。在众多的候选人中,团队发现mir - 675抑制DUX4表达在人类肾脏细胞。

然后他们证明,mir - 675可以调节DUX4expression病人肌肉细胞,这自然表达DUX4and mir - 675。成功镇压DUX4在人类肌肉细胞的进一步研究的潜在治疗FSHD mir - 675在小鼠模型。

研究人员开发了一个病毒基于矢量提供mir - 675小鼠FSHD并证明其交付可以抑制DUX4-associated组织病理学和保护从DUX4-associated肌肉

接下来,该团队验证先前的研究表明,细胞水平的mir - 675可以增加雌激素/孕激素治疗或褪黑激素。然后使用这些小分子上调内生mir - 675,反过来,减少DUX4和DUX4-responsive生物标记在人类FSHD肌管来自病人。

“基因疗法有可能永久改变FSHD致病基因表达;然而,在某些情况下,它可能是可取的调节水平的mir - 675规范DUX4表达和抵消其在肌肉毒性。这些分子已经fda批准的其他治疗方法,很容易访问,”萨德博士解释道。

mir - 675基因的研究支持翻译和药物疗法作为FSHD潜在治疗,并证明识别额外的监管机构可以利用FSHD疗法。

“我们的研究也可以作为证据的原则旨在建立一个策略,调查人员可以在屏幕上小分子库来识别化合物可能调节microrna的表达发展感兴趣的额外RNAi-based小分子治疗FSHD占主导地位和其他疾病,”萨德博士补充道。

更多信息:Nizar y Saad et al,人类microrna mir - 675抑制DUX4表达和可能被利用作为一个潜在的治疗Facioscapulohumeral肌肉萎缩症,自然通讯(2021)。DOI: 10.1038 / s41467 - 021 - 27430 - 1

期刊信息: 自然通讯

所提供的全国儿童医院
引用:人类微rna抑制致病基因的表达底层facioscapulohumeral肌肉萎缩症(2021年12月14日)2023年4月29日从//www.puressens.com/news/2021-12-human-microrna-inhibits-pathogenic-gene.html检索
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