Dicer在先天性巨结肠发病中的作用机制研究

Hirschsprung’s disease (HSCR) is a developmental disorder of enteric nervous system in which there is aganglionosis in the distal-most regions of the bowel. It is caused by a failure of enteric neural crest cells (ENCC) to colonize the distal regions. Although the etiology of HSCR has yet to be fully elucidated, among the most influential are the factors controlling the migration and subsequent differentiation of ENCCs. Recent studies have found that Dicer, the RNase critical for the generation of most miRNAs, is necessary for development of embryonic stem cell, the differentiation of neural stem cells and the metastasis of tumor cells. In our previous study, Dicer showed a reduced expression in the aganglionic colon specimens of HSCR. Here we attempt to demonstrate the temporospatial patterns of Dicer in HSCR．Moreover the present study will investigate the role and mechanism of Dicer in the migration and differentiation of ENCCs. Defining how Dicer regulates the development of enteric nervous system and the roles in HSCR may provide important clues for more effective targeting of HSCR.

先天性巨结肠病（HSCR）被认为是一种肠神经系统发育异常疾病，各种原因引起的肠神经嵴细胞（ENCC）迁移、定植、分化的异常，均可造成这种畸形的发生。因此研究ENCC发育过程中的精细调控，是目前HSCR病因研究的一个重要方向。作为miRNA加工成熟过程中的关键酶Dicer已被证实在胚胎干细胞发育、神经细胞分化、肿瘤细胞侵袭等过程中发挥重要作用，因此作为干细胞的一个特殊类型，ENCC的生理活动可能也受到Dicer的调控。本课题组前期研究发现Dicer在HSCR患儿狭窄段肠壁中的表达明显减低。因此本研究拟进一步研究Dicer在HSCR肠壁中的时空分布，并以ENCC为研究对象，应用基因转染、siRNA干扰等技术，从组织-细胞-分子 3个层次，从定向迁移、增殖分化、信号通路等多个角度观察了Dicer在肠神经系统发育中的调控作用和机制，证实其在HSCR发病中的作用，为HSCR的治疗提供新的思路和靶点。

先天性巨结肠病（HSCR）是一种肠神经系统发育异常疾病，各种原因引起的肠神经嵴细胞（ENCC）迁移、定植、分化的异常，均可造成这种畸形的发生。因此研究ENCC发育过程中的精细调控，是目前HSCR病因研究的一个重要方向。作为miRNA加工成熟过程中的关键酶Dicer已被证实在胚胎干细胞发育、神经细胞分化、肿瘤细胞侵袭等过程中发挥重要作用，因此作为干细胞的一个特殊类型，ENCC的生理活动可能也受到Dicer的调控。本项目从Dicer入手，证实了Dicer蛋白在肠壁中的表达主要位于PGP9.5阳性肌间神经丛中并与PGP9.5表达具有一致性，Dicer在HSCR狭窄段中的表达明显低于扩张段；在体外Dicer可促进肠神经嵴细胞的增殖、迁移，并能抑制其凋亡，在体内和体外Dicer可促进肠神经嵴细胞向nNOS神经细胞方向的分化，抑制Dicer的表达可降低肠神经运动功能恢复。为了进一步验证Dicer在HSCR发病中的miRNA机制，经基因芯片及Real-time PCR筛选并验证了HSCR狭窄段和扩张段中差异表达miRNA，集中研究了HSCR相关的下调表达miRNAs，发现抑制miR-140-5p的表达可抑制肠神经嵴细胞的增殖和迁移、促进细胞的凋亡，抑制miR-9-5p的表达可抑制ENCC向神经细胞方向的分化，并根据生物学分析结果证实了miR-140-5p和miR-9-5p分别通过靶基因BMP2和CXCR4对肠神经嵴细胞进行调控。上述研究成果证实了Dicer和miRNA在肠神经系统发育中的调控作用和机制，为肠神经系统发育奠定了理论基础，并为HSCR的早期干预提供全新的思路和靶点。