HIF-1α相关的ceRNA网络调控腹膜纤维化的分子机制研究

The competing endogenous RNA (ceRNA) is a new regulation mechanism. In ceRNA regulation mechanism, different mRNAs may regulate each other through competitive binding to common target microRNAs (miRNAs). Our previous study demonstrates that HIF-1α is involved in peritoneal fibrosis, but its molecular mechanism is still unknown. VEGF, CTGF and Smad2 are all important molecules in the regulation of peritoneal fibrosis. Bioinformatics analysis showes that these three molecules all share several common target miRNAs with HIF-1α. For these reasons, we hypothesize that HIF-1α may regulate peritoneal fibrosis through regulating the expression of VEGF, CTGF and Smad2 with the ceRNA mechanism. In our preliminary experiments, we have proved that HIF-1α can regulate the expression of VEGF by ceRNA mechanism in the mediation of miR-20a. This project aims to further supplement the ceRNA regulation mechanism between HIF-1α and VEGF, to verify whether the reverse regulation exist, to explore the ceRNA regulation mechanism between HIF-1α and CTGF, HIF-1α and Smad2 with similar methods, and then to reveal the alteration of internal and external signal pathway and biological effects. We aim to further supplement the molecular mechanism of HIF-1α associated ceRNA network, and to provide a new target for the prevention and treatment of peritoneal fibrosis.

竞争性内源性RNA（ceRNA）调控是一种全新的调控机制，即不同的mRNA可以通过竞争性结合相同的microRNA（miRNA）而相互调控。我们前期的研究证实HIF-1α参与了腹膜纤维化，但分子机制不明。VEGF、CTGF和Smad2是调控腹膜纤维化的重要分子，生物信息学分析显示这三个分子均和HIF-1α共享多个miRNA。我们推测HIF-1α可能通过ceRNA机制调控VEGF、CTGF、Smad2的表达，进而调控腹膜纤维化。通过预实验，我们证实HIF-1α可以在miR-20a的介导下通过ceRNA机制调控VEGF的表达。本项目拟进一步完善HIF-1α和VEGF的ceRNA调控，并研究反向调控是否存在；然后同法研究HIF-1α和CTGF、Smad2之间的ceRNA调控机制；并研究体内外信号通路和功能的变化情况。进一步完善HIF-1α的ceRNA调控网络，为腹膜纤维化的防治提供一个新的靶点。

竞争性内源性RNA（ceRNA）调控是一种全新的调控机制，即不同基因的mRNA可以通过竞争性结合相同的microRNA（miRNA）而相互调控。本项目在前期研究工作的基础上，进一步研究了腹膜透析相关腹膜纤维化中HIF1A和VEGF的ceRNA 调控机制及其对信号通路和功能的影响。腹膜纤维化是长期腹膜透析患者的一个主要的难治性并发症，最终导致腹透超滤失败，进而退出腹膜透析。据研究报道，缺氧诱导因子1-α（HIF1A）可调节血管内皮生长因子（VEGF）并参与腹膜纤维化，但确切的分子调节机制仍然未知。我们采用酶联免疫吸附法测定42例腹膜透析患者透析流出液中的HIF1A和VEGF蛋白表达水平并分析HIF-1α 与其相关性。检测不同组别腹透患者透出液中miRNA水平并分析其差异。采用生物信息学，逆转录聚合酶链反应，相关分析，RNA干扰，基因过表达和荧光素酶测定等方法以阐明HIF1A和VEGF之间的ceRNA调节。结果表明存在超滤问题的腹膜透析患者腹腔透出液中HIF1A和VEGF水平均升高，并在蛋白质水平和mRNA水平上均呈正相关。生物信息学分析法证实了HIF1A和VEGF存在8种共同的靶向miRNA，包括miR-17-5p，20a， 20b，93,106a，106b，199a-5p和203。 因MiR-17-5p被证实存在于腹透患者的腹膜透出液中，因此被选择进行进一步研究。 HIF1A mRNA和VEGF mRNA可相互调节，其中miR-17-5p在调节中起作用。 HIF1A mRNA和VEGF mRNA的下调/上调导致了miR-17-5p的上调/下调。此外，miR-17-5p的下调/上调与HIF1A mRNA和VEGF mRNA的表达上调/下调相关。荧光素酶测定表明HIF1A和VEGF是通过 3'UTR进行相互调节的。结论提示HIF1A和VEGF在腹膜间皮细胞中通过miR-17-5p和3'UTR介导进行相互调节。表明HIF1A和VEGF可能通过竞争性内源RNA（ceRNA）相互调节的机制参与了腹膜纤维化的发生。