利用CRISPR/Cas9技术研究 miR-125a在早期自然流产中的功能及机制

Early spontaneous abortion is a common gynecological disease that results in infertility. Our previous study showed that the coexistence of miR-125a mutation and two SNP (rs41275794 and rs12976445) increased the risk of recurrent spontaneous abortion. However, the role of miR-125a and the possible molecular mechanism in the occurrence of spontaneous abortion is still unclear. CRISPR/Cas9 gene editing technology was used not only for genes knockout, but also for targeting editing in the specific sites of genome, including deletion, insertion, repair. CRISPR/Cas9 has the advantage of simple operation and short experimental period and been used in every field of life science. This project will use the CRISPR/Cas technology to build the animal model of miR-125a knockout and knockin in mouse, and study the effect of miR-125a on the development of uterus, placenta and embryo, and explore the molecular mechanism of miR-125a induced abortion from the non-encoding RNA-miR-125a- target gene pathway. This The study will be helpful to reveal the underlying causes and pathogenesis of early spontaneous abortion from miRNAs perspective, and to provide valuable molecular markers for the diagnosis of early spontaneous abortion.

早期自然流产是引起不育症的常见妇科疾病。我们实验室前期研究显示miR-125a突变与其两个SNP （rs41275794和rs12976445）共存能够增加复发性自然流产的发病风险，但miR-125a在自然流产发生中的作用及可能的分子机制仍不清楚。CRISPR/Cas9基因编辑技术不仅可以对基因进行敲除，还可以对基因组特定位点进行靶向编辑，包括缺失、插入、修复等，操作简单，实验周期短，已经被用于生命科学的各个领域。本项目预利用CRISPR/Cas技术建立miR-125a敲除和敲入的小鼠动物模型，研究miR-125a表达失调对子宫、胎盘和胚胎发育的影响，并从非编码RNA-miR-125a-靶基因通路探索miR-125a诱发自然流产的分子机制。本项目的研究将有助于从miRNAs角度揭示早期自然流产的潜在原因和其发病机制，也有助于为早期自然流产的诊断提供有价值的分子标志物。

自然流产是引起不育症的常见妇科疾病。我们实验室前期研究显示miR-125a突变与其两个SNP共存能够增加复发性自然流产的发病风险，但miR-125a在自然流产发生中的作用及可能的分子机制仍不清楚。本课题利用CRISPR/Cas9系统成功构建了miR-125a敲除和敲入细胞系和纯合小鼠，研究了其对生殖细胞和生殖器官的影响及其对早期自然流产率和妊娠率的影响；探索miR-125a诱发自然流产的可能原因；从MiR-125a调控的靶基因和非编码RNA等角度探讨miR-125a敲除降低生育率的可能分子机制；并通过稽留流产标本验证miR-125a及其调控分子的表达模式，评估其在流产发生和治疗中的可能临床应用前景。我们发现miR-125a敲除尽管对胚胎植入没有明显的影响，但可以显著降低出生小鼠数，并且显著延长小鼠妊娠时间。利用米非司酮和脂多糖构建药物流产模型后，我们发现miR-125a敲除可显著提高小鼠对流产药物的敏感性。在探索miR-125a诱发流产原因时，我们发现，尽管miR-125a敲除对子宫内膜的形态结构为造成显著影响，但可以起到提高子宫内膜细胞增殖水平，降低其凋亡水平，并上调其血管形成和迁移相关分子表达水平的作用；对参与miR-125a调控生殖能力的差异表达基因筛选后，我们发现miR-125a敲除显著降低了纤毛形成相关分子DNAH11的表达水平，并发现敲除小鼠输卵管和子宫微绒毛的数量显著减少；这些可能是miR-125a敲除引起流产的原因。MiR-125a敲除可能通过调控HOXA11AS-HOXA10通路引起自然流产。我们的研究结果不仅有助于开发在RSA中具有诊断价值的分子标志物，也有助于为RSA个体化治疗的研发奠定理论基础。通过这个项目，我们共在国内外期刊发表研究论文17篇，其中9篇为SCI收录，8篇中文核心期刊收录。发表会议论文5篇。申请专利两项，目前进入实质审查阶段。培养博士后1名和研究生9名。博士后已经出站。研究中有5名为博士研究生，2名已经毕业，3名为硕士转博；有4名为硕士研究生，2名已经毕业，2名在读。