Cathepsin D (CtsD)는 아스파르트산 단백질 분해효소로서 cytochrome C의 방출을 유도하여 apoptosis 기전을 활성화시킨다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포에서 CtsD 발현 조절에 관여하는 microRNA에 대해 조사하였다. 먼저 지방전구세포 사멸시 CtsD 발현 변화를 관찰하기 위하여 DNA damage agent인 doxorubicin을 3T3-L1 세포주에 노출시켜 CtsD 발현이 증가함을 확인하였다. 또한 지방전구세포주에서 CtsD가 과발현되면 세포 생존율이 감소하였다. miRanda program을 이용하여 CtsD 유전자를 표적으로 하는 microRNA를 탐색하여 miR-145를 선발하였다. Luciferase reporter assay에 의해 miR-145가 CtsD 유전자의 3' UTR 부위에 결합하여 luciferase 활성을 감소시킴을 관찰하였다. 3T3-L1 세포주에 miR-145 mimic을 도입한 결과 CtsD mRNA 발현과 단백질 수준이 감소하였다. 또한 세포주에 doxorubicin을 처리한 결과 CtsD 유전자 발현 증가와 상반되게 miR-145 발현이 감소하였다. 이외에도 miR-145 inhibitor을 세포에 도입하면 세포 생존율이 감소하였다. 이러한 결과는 지방전구세포의 세포사멸에 CtsD가 관여할 수 있으며, miR-145에 의해 CtsD 발현이 직접 조절되고 있음을 나타낸다. 따라서, 지방전구세포의 사멸을 유도하기 위해서는 miR-145 발현 제어가 주요한 표적이 될 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구결과는 향후 비만 예방 및 치료를 위한 지방세포 사멸기전 규명에 중요한 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.
Piras, Vincent;Selvarajoo, Kumar;Fujikawa, Naoki;Choi, Sang-Dun;Tomita, Masaru;Giuliani, Alessandro;Tsuchiya, Masa
Genomics & Informatics
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제5권3호
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pp.107-112
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2007
MicroRNAs (miRNAs) are known to negatively control protein-coding genes by binding to messenger RNA (mRNA) in the cytoplasm. In innate immunity, the role of miRNA gene silencing is largely unknown. In this study, we performed microarray-based experiments using lipopolysaccharide (LPS)-stimulated macrophages derived from wild-type, MyD88 knockout (KO), TRIF KO, and MyD88/TRIF double KO mice. We employed a statistical approach to determine the importance of the commonality and specificity of miRNA binding sites among groups of temporally co-regulated genes. We demonstrate that both commonality and specificity are irrelevant to define a priori groups of co-down regulated genes. In addition, analyzing the various experimental conditions, we suggest that miRNA regulation may not only be a late-phase process (after transcription) but can also occur even early (1h) after stimulation in knockout conditions. This further indicates the existence of dynamic interactions between miRNA and signaling molecules/transcription factor regulation; this is another proof for the need of shifting from a 'hard-wired' paradigm of gene regulation to a dynamical one in which the gene co-regulation is established on a case-by-case basis.
Bhin, Jinhyuk;Jeong, Hoe-Su;Kim, Jong Soo;Shin, Jeong Oh;Hong, Ki Sung;Jung, Han-Sung;Kim, Changhoon;Hwang, Daehee;Kim, Kye-Seong
Molecules and Cells
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제38권10호
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pp.895-903
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2015
Non-coding microRNAs (miRNAs) regulate the translation of target messenger RNAs (mRNAs) involved in the growth and development of a variety of cells, including primordial germ cells (PGCs) which play an essential role in germ cell development. However, the target mRNAs and the regulatory networks influenced by miRNAs in PGCs remain unclear. Here, we demonstrate a novel miRNAs control PGC development through targeting mRNAs involved in various cellular pathways. We reveal the PGC-enriched expression patterns of nine miRNAs, including miR-10b, -18a, -93, -106b, -126-3p, -127, -181a, -181b, and -301, using miRNA expression analysis along with mRNA microarray analysis in PGCs, embryonic gonads, and postnatal testes. These miRNAs are highly expressed in PGCs, as demonstrated by Northern blotting, miRNA in situ hybridization assay, and miRNA qPCR analysis. This integrative study utilizing mRNA microarray analysis and miRNA target prediction demonstrates the regulatory networks through which these miRNAs regulate their potential target genes during PGC development. The elucidated networks of miRNAs disclose a coordinated molecular mechanism by which these miRNAs regulate distinct cellular pathways in PGCs that determine germ cell development.
Antisense transcripts were initially identified as transcriptional noise, but have since been reported to play an important role in the quality control of miRNA functions. In this report, we tested the hypothesis that heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K (hnRNPK) regulates miRNA function via competitive endogenous RNAs, such as pseudogenes, long non-coding RNAs, and antisense transcripts. Based on analyses of RNA sequencing data, the knockdown of hnRNPK decreased the antisense PTOV1-AS1 transcript which harbors five binding sites for miR-1207-5p. We identified heme oxygenase-1 (HO-1) mRNA as a novel target of miR-1207-5p by western blotting and Ago2 immunoprecipitation. The knockdown of hnRNPK or PTOV1-AS1 suppressed HO-1 expression by increasing the enrichment of HO-1 mRNA in miR-1207-5p-mediated miRISC. Downregulation of HO-1 by a miR-1207-5p mimic or knockdown of hnRNPK and PTOV1-AS1 inhibited the proliferation and clonogenic ability of HeLa cells. Taken together, our results demonstrate that hnRNPK-regulated PTOV1-AS1 modulates HO-1 expression via miR-1207-5p.
MicroRNAs (miRNAs) are endogenous, non-coding, small RNA molecules consisting of 21-24 nucleotides (nts) that regulate target genes at the posttranscriptional level in plants and animals. In plants, miRNAs negatively regulate target mRNAs containing a highly complementary sequence by either mRNA cleavage or translational repression. MiRNAs are processed from single-stranded precursors containing stem-loop structures by a Dicer-like enzyme and are loaded into silencing complexes, where they act on target mRNAs. Although plant miRNAs were first reported in Arabidopsis 10 years later than animal miRNAs, numerous miRNAs have since been identified from various land plants ranging from mosses to flowering plants, and their roles in diverse aspects of plant developmental processes have been characterized. Furthermore, most of the annotated plant miRNAs are evolutionarily conserved in various plants. In particular, recent functional studies using Arabidopsis mutants have contributed a great deal of information towards establishing a framework for understanding miRNA biogenesis and functional roles. Extensive appraisal of miRNA-directed regulation during a wide array of plant development and plant responses to environmental conditions has confirmed the versatile roles of miRNAs as a key component of plant molecular biology.
Objective: Vanin1 (VNN1) is a pantetheinase that can catalyze the hydrolysis of pantetheine to produce pantothenic acid and cysteamine. Our previous studies showed that VNN1 is specifically expressed in chicken liver. In this study, we aimed to investigate the roles of peroxisome proliferators activated receptor α (PPARα) and miRNA-181a-5p in regulating VNN1 gene expression in chicken liver. Methods: 5'-RACE was performed to identify the transcription start site of chicken VNN1. JASPAR and TFSEARCH were used to analyze the potential transcription factor binding sites in the promoter region of chicken VNN1 and miRanda was used to search miRNA binding sites in 3' untranslated region (3'UTR) of chicken VNN1. We used a knock-down strategy to manipulate PPARα (or miRNA-181a-5p) expression levels in vitro to further investigate its effect on VNN1 gene transcription. Luciferase reporter assays were used to explore the specific regions of VNN1 targeted by PPARα and miRNA-181a-5p. Results: Sequence analysis of the VNN1 promoter region revealed several transcription factor-binding sites, including hepatocyte nuclear factor 1α (HNF1α), PPARα, and CCAAT/enhancer binding protein α. GW7647 (a specific agonist of PPARα) increased the expression level of VNN1 mRNA in chicken primary hepatocytes, whereas knockdown of PPARα with siRNA increased VNN1 mRNA expression. Moreover, the predicted PPARα-binding site was confirmed to be necessary for PPARα regulation of VNN1 gene expression. In addition, the VNN1 3'UTR contains a sequence that is completely complementary to nucleotides 1 to 7 of miRNA-181a-5p. Overexpression of miR-181a-5p significantly decreased the expression level of VNN1 mRNA. Conclusion: This study demonstrates that PPARα is an important transcriptional activator of VNN1 gene expression and that miRNA-181a-5p acts as a negative regulator of VNN1 expression in chicken hepatocytes.
Tanoglu, Alpaslan;Balta, Ahmet Ziya;Berber, Ufuk;Ozdemir, Yavuz;Emirzeoglu, Levent;Sayilir, Abdurrahim;Sucullu, Ilker
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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제16권5호
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pp.1851-1855
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2015
Background: There are increasing data about microRNAs (miRNA) in the literature, providing abundant evidence that they play important roles in pathogenesis and development of colorectal cancer. In this study, we aimed to investigate the miRNA expression profiles in surgically resected specimens of patients with recurrent and non-recurrent colorectal cancer. Materials and Methods: The study population included 40 patients with stage II colorectal cancer (20 patients with recurrent tumors, and 20 sex and age matched patients without recurrence), who underwent curative colectomy between 2004 and 2011 without adjuvant therapy. Expression of 16 miRNAs (miRNA-9, 21, 30d, 31, 106a, 127, 133a, 133b, 135b, 143, 145, 155, 182, 200a, 200c, 362) was verified by quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) in all resected colon cancer tissue samples and in corresponding normal colonic tissues. Data analyses were carried out using SPSS 15 software. Values were statistically significantly changed in 40 cancer tissues when compared to the corresponding 40 normal colonic tissues (p<0.001). MiR-30d, miR-133a, miR-143, miR-145 and miR-362 expression was statistically significantly downregulated in 40 resected colorectal cancer tissue samples (p<0.001). When we compared subgroups, miRNA expression profiles of 20 recurrent cancer tissues were similar to all 40 cancer tissues. However in 20 non-recurrent cancer tissues, miR-133a expression was not significantly downregulated, moreover miR-133b expression was significantly upregulated (p<0.05). Conclusions: Our study revealed dysregulation of expression of ten miRNAs in Turkish colon cancer patients. These miRNAs may be used as potential biomarkers for early detection, screening and surveillance of colorectal cancer, with functional effects on tumor cell behavior.
BACKGROUND/OBJECTIVES: Resveratrol, a natural polyphenol, has multiple functions in cellular responses including apoptosis, survival, and differentiation. It also participates in the regulation of inflammatory response and oxidative stress. MicroRNA-Let-7A (miR-Let7A), known as a tumor suppressor miRNA, was recently reported to play a crucial role in both inflammation and apoptosis. Therefore, we examined involvement of miR-Let7A in the modulation of inflammation and cell survival/apoptosis regulated by resveratrol. MATERIALS/METHODS: mRNA expression of pro-/anti-inflammatory cytokines and sirtuin 1 (SIRT1), and protein expression of apoptosis signal-regulating kinase 1 (ASK1), p-ASK1, and caspase-3 and cleaved caspase-3 were measured, and cell viability and Hoechst/PI staining for apoptosis were observed in Lipopolysaccharide (LPS)-stimulated human THP-1 macrophages with the treatment of resveratrol and/or miR-Let7A overexpression. RESULTS: Pre-treatment with resveratrol ($25-200{\mu}M$) resulted in significant recovery of the reduced cell viabilities under LPS-induced inflammatory condition and in markedly increased expression of miR-Let7A in non-stimulated or LPS-stimulated cells. Increased mRNA levels of tumor necrosis $factor-{\alpha}$ and interleukin (IL)-6 induced by LPS were significantly attenuated, and decreased levels of IL-10 and brain-derived neurotrophic factor were significantly restored by resveratrol and miR-Let7A overexpression, respectively, or in combination. Decreased expression of IL-4 mRNA by LPS stimulation was also significantly increased by miR-Let7A overexpression co-treated with resveratrol. In addition, decreased SIRT1 mRNA levels, and increased p-ASK1 levels and PI-positive cells by LPS stimulation were significantly restored by resveratrol and miR-Let7A overexpression, respectively, or in combination. CONCLUSIONS: miR-Let7A may be involved in the inflammatory response and cell survival/apoptosis modulated by resveratrol in human THP-1 macrophages.
Background: Small-cell lung cancer (also known as SCLC) is an aggressive form and untreated patients generally die within about 3 months. To obtain further insight into mechanism underlying malignancy with this cancer, an miRNA synergistic regulatory network was constructed and analyzed in the present study. Method: A miRNA microarray dataset was downloaded from the NCBI GEO database (GSE27435). A total of 546 miRNAs were identified to be expressed in SCLC cells. Then a miRNA synergistic network was constructed, and the included miRNAs mapped to the network. Topology analysis was also performed to analyze the properties of the synergistic network. Consequently, we could identified constitutive modules. Further, common target genes of each module were identified with CFinder. Finally, enrichment analysis was performed for target genes. Results: In this study, a miRNA synergistic network with 464 miRNAs and 2981 edges was constructed. According to the topology analysis, the topological properties between the networks constructed by LC related miRNAs and LC unrelated miRNAs were significantly different. Moreover, a module cilque0 could be identified in our network using CFinder. The module included three miRNAs (hsa-let-7c, hsa-let-7b and hsa-let-7d). In addition, several genes were found which were predicted to be common targets of cilque0. The enrichment analysis demonstrated that these target genes were enriched in MAPK signaling pathways. Conclusions: Although limitations exist in the current data, the results uncovered here are important for understanding the key roles of miRNAs in SCLC. However, further validation is required since our results were based on microarray data derived from a small sample size.
Objective: MicroRNAs (miRNAs) are the most abundant small RNAs. Approximately 2,000 annotated miRNAs genes have been found to be differentially expressed in ovarian follicles during the follicular development (FD). Many miRNAs exert their regulatory effects on the apoptosis of follicular granulosa cells (FGCs) and FD. However, accurate roles and mechanism of miRNAs regulating apoptosis of FGCs remain undetermined. Methods: In this review, we summarized the regulatory role of each miRNA or miRNA cluster on FGCs apoptosis and FD on the bases of 41 academic articles retrieved from PubMed and web of science and other databases. Results: Total of 30 miRNAs and 4 miRNAs clusters in 41 articles were reviewed and summarized in the present article. Twenty nine documents indicated explicitly that 24 miRNAs and miRNAs clusters in 29 articles promoted or induced FGCs apoptosis through their distinctive target genes. The remaining 10 miRNAs and miRNAs of 12 articles inhibited FGCs apoptosis. MiRNAs exerted modulation actions by at least 77 signal pathways during FGCs apoptosis and FD. Conclusion: We concluded that miRNAs or miRNAs clusters could modulate the apoptosis of GCs (including follicular GCs, mural GCs and cumulus cells) by targeting their specific genes. A great majority of miRNAs show a promoting role on apoptosis of FGCs in mammals. But the accurate mechanism of miRNAs and miRNA clusters has not been well understood. It is necessary to ascertain clearly the role and mechanism of each miRNA or miRNA cluster in the future. Understanding precise functions and mechanisms of miRNAs in FGCs apoptosis and FD will be beneficial in developing new diagnostic and treatment strategies for treating infertility and ovarian diseases in humans and animals.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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