miR-1291在多囊卵巢综合征高雄激素血症发生中的作用与机制研究

MiR-1291, is a novel miRNA significantly decreased in follicular fluid of PCOS with hyperandrogenism (PCOS/HA) compared to control based on our miRNA array data. Its function in PCOS/HA is still unknown. Real-time PCR verified the decreased expression of miR-1291 in PCOS/HA follicular fluid. Our further study showed that silencing of miR-1291 enhanced the testosterone production in cultured preantral follicles, which indicated the relationship between low expression of miR-1291 and PCOS/HA. Further bioinformatics analysis and experiment indicated that STAR is a candidate target gene of miR-1291 which is a key protein in testosterone biogenesis and up-regulated in PCOS/HA. Based on these results, we proposed that miR-1291 may regulate testosterone biogenesis through its target gene STAR and contributed in the formation of hyperandrogenism of PCOS. To demonstrate this hypothesis, our study intends to evaluate the function of miR-1291 in testosterone production in cultured preantral follicles through STAR. The function and mechanism of miR-1291 in formation of PCOS/HA has not been reported, this current study will elucidate the regulatory mechanism, which may provide a theoretical basis for the targets of the diagnosis and treatment of PCOS/HA.

MiR-1291是我们前期通过芯片筛选获得的、差异低表达于PCOS/HA卵泡液中的miRNA。前期发现：miR-1291在PCOS/HA患者组的卵泡液中表达下调；在体外培养小鼠卵泡中沉默miR-1291可以显著增强卵泡雄激素合成，提示其在卵泡液中的低表达可能与PCOS/HA的发生机制相关；生物信息学分析及初步实验证实STAR为其靶基因；文献报道STAR与PCOS/HA密切相关。据此，我们提出“miR-1291通过STAR调控卵泡中雄激素合成而参与PCOS高雄激素形成“的科学假说。本研究拟利用体外卵泡模型，以STAR为机制线索，系统评价miR-1291在卵泡中雄激素合成的功能和机制。miR-1291在PCOS/HA中的作用和机制尚无报道，因此本研究具有源头创新性，为理解PCOS的病因机制提供新的线索，并可能为PCOS高雄激素血症的形成提供诊断和治疗靶标。

项目背景：高雄激素血症（hyperandrogenism，HA）为PCOS最重要的内分泌特征和发病机制，我们通过PCOS/HA患者卵泡液和正常对照的差异miRNA芯片，利用体外卵泡模型进一步探索相关差异表达miRNA及其下游基因在卵巢雄激素合成中的作用及机制。研究内容：miR-1291在不同阶段小鼠卵泡中的表达模式；miR-1291对小鼠卵泡Star表达、雄激素合成、卵泡生长的影响；LH对miR-1291表达的影响；未降雄PCOS/HA患者卵泡液差异miRNA芯片筛选及验证；Rarb及miR-146a-5p对大鼠卵泡生长、雄激素合成的调控作用；miR-146a-5p对RARB表达的调控作用；荧光素酶活性检测miR-146a与Rarb 3′ UTR的结合作用；LH和DHT对miR-146a-5p、RARB表达的调控作用。研究结果：⑴ miR-1291可能高表达于小鼠卵泡膜细胞；miR-1291下调后促进小鼠窦前卵泡生长，提高卵泡液中睾酮浓度，促进Star基因表达；LH对miR-1291无明显调控作用。⑵ 未降雄治疗PCOS/HA患者卵泡液差异miRNA芯片筛选，共检测到263条差异miRNA，177条在PCOS-HA中上调，86条下调， Real-time PCR验证结果与芯片相一致；⑶ RARB主要表达于大鼠卵泡膜细胞； Rarb能减少大鼠卵泡睾酮合成、抑制卵泡生长；miR-146a-5p能增加大鼠卵泡睾酮合成、促进卵泡生长；miR-146a-5p和Rarb均能调控雄激素合成相关基因的表达，Rarb是miR-146a-5p下游调控基因，挽救实验显示Rarb能挽救miR-146a-5p引起的表型，但荧光素酶活性实验示Rarb不是miR-146a-5p直接调控的靶基因。LH和DHT不影响miR-146a-5p和Rarb的表达。科学意义：本研究利用体外卵泡模型，系统评价了miR-1291、miR-146a、Rarb参与卵泡雄激素合成的作用与机制，这些新的分子机制在通过调控雄激素合成而参与PCOS/HA的发病机制均尚未见报道，故本课题具有源头创新性，为阐明PCOS/HA的病因机制提供了新的线索，并可能为PCOS高雄激素的产生提供诊断和治疗靶标。