母体循环胎源性microRNA分子标签的定位识别与表达谱研究

To explore the expression profile characteristics of fetal miRNAs as molecular target from maternal circulation during the development of Down syndrom （DS） fetuses and to identify if other new miRNA genes reside in the human chromosome 21. DS and matched control fetal cord blood mononuclear cells samples verified by chromosome karyotype were collected. Total RNA was extracted and equally pooled to construct the small RNA cDNA sequencing library of DS and control group, respectively. And then, the Illumina Solexa high-throughput nucleotide sequencing technology was performed. The results were analyzed with bioinformatics analysis software and validated by stem-loop RT-PCR with the remaining samples. It is showed that the DS fetal mononuclear cells have its own specific miRNA expression profile and chromosome distribution characteristics. Abnormally expressed miRNAs may be involved in the birth deficiency of DS fetus, Moreover, the significantly dysregulated and specifically expressed fetal miRNAs are potential non-prenatal diagnosis biomarkers for DS fetus personalized diagnosis.

前期研究和文献证实：利用孕妇外周血游离胎儿DNA进行无创性产前诊断安全可行,但易受高母体背景的干扰，本研究提出假设，能否将母体循环中胎儿miRNA作为分子标签，摆脱其母体背景的干扰，建立miRNA表达谱并探讨其分布特征与功能。为出生缺陷的早期预警和个体化诊断提供线索。本研究拟以孕妇外周血中胎儿遗传信息为靶标，结合和发展高通量测序和生物信息学分析技术，开展从基础到临床，临床到基础两个方向的研究，将母体循环中miRNA与高通量测序研究有机结合起来。构建 DS 胎儿全基因组 miRNA 表达谱；并利用生物信息学技术分析其染色体分布特征和异常表达 miRNA 与 DS 各性状的关联，为 DS 胎儿的无创性产前诊断和个体化干预提供佐证；为进一步探索 21号染色体编码 miRNA 的功能提供新的研究靶点。

唐氏综合征又名21－三体综合征，其发病率随着母亲年龄的增长而逐年增高。目前，市面上用于唐氏综合征筛查的试剂盒仅能对胎儿患唐氏综合征的风险进行评估，并不能最后确诊，其确诊需经羊水细胞培养及核型分析。该技术耗时长且技术繁琐。针对人类生殖健康这一热点问题，本研究在前期研究的基础上，拟以母体血循环中胎儿microRNA 为分子标签，构建 DS 胎儿全基因组 miRNA 表达谱；并利用生物信息学相关技术，寻找特异性的DS 胎儿循环标志物，发现异常表达 miRNA 与 DS 各性状的关联，为 DS 胎儿的无创性产前诊断提供新的靶标。同时深入阐明母体循环中胎儿 microrRNA 的起源机制，明确其生物学特征；为出生缺陷的产前筛查和个体化诊断提供有效的理论依据和研究策略。本研究发现：健康胎儿和唐氏患儿孕中期母体血浆存在135种表达差异的miRNA分子，其中，hsa-miR-124a-3p是表达量显著性升高且在正常胎儿和唐氏患儿中差异值最大的分子。因此，本课题选取hsa-miR-124a-3p作为候选的目标分子， 拟建立基于母体血液标志物hsa-miR-124a-3p的DS产前筛查的无创产前检查 检测新方法并进行性能评估，为 DS 胎儿的无创性产前诊断和个体化干预提供新的研究靶点。力争所获得的结果从分子水平建立早期产前诊断的方法以改善诊断的精确性；为进一步探索 21 号染色体编码 miRNA 的功能提供新的方向；为患者的产前筛查和诊断提供有效的理论依据。