MicroRNA毒理基因组学：雌激素在小鼠体内标准图谱的研究

毒理基因组学是利用最新的基因组学技术发展起来的交叉学科。它能够通过检测实验动物体内全基因组表达的变化来快速分析污染物的毒性，并解释污染物的致毒机理。目前的毒理基因组学主要是以mRNA为检测对象，实验费用高，技术壁垒高，难于推广。而利用microRNA为检测对象研究费用低，适用于普通实验室，但是由于microRNA的鉴定和生物学功能研究才刚刚成为热门领域，在毒理基因组学方向的利用鲜有报导。另外，由于污染物在体内诱导的基因表达变化是一个随时间和剂量变化的动态过程，如何使不同污染物的标准图谱具有可比性，即如何确定标准图谱一直是没有被解决的核心问题。本课题将以雌激素为典型污染物，研究在不同剂量，不同作用时间，小鼠不同器官全microRNA的表达谱的变化规律，探索确定一个污染物标准图谱的可能途径，为毒理基因组学在环境雌激素乃至所有内分泌干扰物鉴定，风险评价和环境基准的建立提供科学依据。

microRNA毒理基因组学是环境毒理学中的新兴领域。我们在过去的三年中，以雌激素为典型环境内分泌干扰物，开展了雌激素对小鼠生殖器官生长发育过程中microRNA表达调控作用的研究，获得了一些重要成果具体如下：.一、.建立了microRNA基因芯片的筛选检测技术，能够对10ug组织来源的总RNA进行microRNA的全筛选。同时建立了microRNA实时定量RT-PCR技术，能够对100ng组织来源的总RNA进行检测，可以对基因芯片的结果进行检验或进行新的筛选。.二、.建立了以基因工程表达雌激素受体配体结合亚单位蛋白为基础的血清中微量雌激素亲和层析分离方法，可检测雌激素在小鼠血清中的毒代动力学。.三、.研究了雌激素对未成年雌性小鼠子宫microRNA的调控作用，发现四个microRNA（mir-451、mir-15、mir-335-5p、mir-365）具有显著性变化，且在9小时变化最大。它们调控的靶基因中绝大部分为细胞生长调控相关的，与已报道的雌激素在子宫中调控细胞生长的主要功能相符。四个microRNA中，mir-451的变化最大，且和文献报道中在成年去势小鼠子宫中的变化相似，是小鼠体内一个潜在的雌激素活性生物标志物。.四、.研究了雌激素对未成年雄性小鼠前列腺、睾丸和附睾microRNA的调控作用，发现腹侧前列腺是雄性小鼠对雌激素最敏感的组织，在2ug/kg/d四周剂量下可看到组织细胞比对照组减少的现象，并有15个microRNA发生了显著的表达变化。而且该组织对雌激素的响应呈特征性的U形剂量效应关系，即在低剂量下表达下降，在高剂量下表达又回升。我们还发现在低剂量雌激素作用下引起的腹侧前列腺microRNA的整体下调很可能是通过抑制microRNA生物合成过程中重要剪切蛋白Drosha而引起的。有意思的是睾丸的microRNA表达变化与前列腺正好相反，呈倒U形，但是Drosha和Dicer的变化却与前列腺的相似，说明雌激素除了调控Drosha以外，还可以通过其他途径调控microRNA的表达。.以上结果证明长期低剂量给药雄性小鼠模式更适合于microRNA生物标志物的研究，并对研究雌激素包括环境雌激素在哺乳动物体内microRNA生物标志物提供了重要的科学数据，有望通过血清microRNA的检测打通动物实验和人体健康效应检测之间的隔阂提供科学依据。