Genome-wide identification of microRNA targets in human ES cells reveals a role for miR-302 in modulating BMP response

doi:10.1101/gad.17221311

.2011年10月15日；25(20):2173-86.

doi:10.1101/gad.17221311。

人类ES细胞中微小RNA靶点的全基因组鉴定揭示了miR-302在调节BMP反应中的作用

利普奇纳酒店¹, 叶奇尔·埃尔卡贝茨, 马库斯·哈夫纳, 罗伯特·谢里丹, 亚历克桑德拉·米哈伊洛维奇, 汤玛士·涂许尔, 克里斯·桑德, 斯塔德, 多伦·贝特尔

附属公司

PMID： 22012620
预防性维修识别码：项目经理3205587
内政部： 10.1101/编号17221311

人类ES细胞微RNA靶点的全基因组鉴定揭示了miR-302在调节BMP反应中的作用

Inna Lipchina酒店等。基因开发. 2011.

.2011年10月15日；25(20):2173-86.

doi:10.1101/gad.17221311。

作者

Inna Lipchina酒店¹, 叶奇尔·埃尔卡贝茨, 马库斯·哈夫纳, 罗伯特·谢里丹, 亚历克桑德拉·米哈伊洛维奇, 汤玛士·涂许尔, 克里斯·桑德, 斯塔德, 多伦·贝特尔

附属

¹发育生物学项目，斯隆-凯特琳纪念癌症中心，美国纽约10065。

PMID： 22012620
预防性维修识别码：项目经理3205587
内政部： 10.1101/编号17221311

摘要

微RNA是许多细胞过程中的重要调节因子，包括干细胞自我更新。最近的研究表明，它们是具有体细胞重编程能力的多能性因子。然而，对其在人类胚胎干细胞中的作用仍知之甚少，部分原因是缺乏确定其靶点的全基因组策略。在这里，我们对人胚胎干细胞以及纯化的神经和间充质衍生物进行了全面的microRNA分析。通过结合AGO交联和microRNA干扰实验以及计算预测，我们确定了miR-302/367簇的靶点，这是hESCs中最丰富的microRNA。功能研究确定了miR-302/367在维持多能性和调节hESC分化中的新作用。我们发现，除了在TGF-β信号传导中的作用外，miR-302/367还通过靶向BMP抑制剂TOB2、DAZAP2和SLAIN1来促进骨形态发生蛋白（BMP）信号传导。这项研究拓宽了我们对人胚胎干细胞中microRNA功能的理解，并为该领域的未来研究提供了宝贵的资源。

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数字

**图1。**
人类干细胞中的MicroRNA序列分析。通过对五种hESC衍生细胞群（hESCs、R-NSC、NPC、EB和MPC）进行深度测序，测量了MicroRNA水平。为了获得同质的细胞群体，通过阶段特异性标记物对细胞进行分选或机械纯化。这个顶部该面板显示了各分化阶段细胞形态和标记表达的代表性图像。在底部面板中，颜色分组表示属于同一初级转录物成员的微RNA，因此是共转录的。这个*mir-302型*编码miR-302a/b/c/d和miR-367的簇是hESCs中最丰富的簇，其表达水平在分化后迅速下降。其他丰富的microRNA包括*mir-17～92*和它的paralog，*mir-106a型*;*mir-21型*; 和*mir-103型*，在分化的hESCs中持续表达（另见补充表S1；补充图S1）。

**图2。**
hESCs中miR-302/367靶点的实验和计算识别。(A类)PAR-CLIP数据提供了AGO2-结合位点的精确位置，其特征是交联位点的T-to-C突变。该位置通常位于本研究确定的新SLAIN1靶点中显示的补体microRNA种子序列的上游。这个顶部面板表示miR-302a预测目标位置（位于3′UTR中的145位置）底部面板以绿色显示映射的序列读取和不匹配的位置。(B类)PAR-CLIP鉴定的CCR的基因组图谱概述。在总共7527个CCR中，4794个（>63%）被映射到注释基因。橙色条表示hESCs中一个或多个内源性表达（前29个）种子序列具有预测目标位点的CCR数量，而红色条表示这些microRNA没有预测位点的CCRs数量。(C类)前29个hESC表达的microRNA种子家族靶向CCR的数量摘要。平均交联度是具有T-to-C突变的CCR中读取的平均分数（另请参阅补充文件S1；补充表S2）。(D类)抑制miR-302/367导致其预测靶点上调。相对于缺少miR-302/367预测靶点的背景集，miR-302/267抑制后，miR-305/367靶点log2表达变化的累积分布显著增加。同样，在PAR-CLIP实验中确定的miR-302/367靶基因在miR-302/267抑制后也显著上调。相反，miR-21是人胚胎干细胞中另一种高表达的microRNA，其靶点的表达没有发生显著变化，表明miR-302/367受到特异性抑制。(E类)与抑制相反，miR-302/367的异位表达只导致其靶点表达的轻微降低。

**图3。**
高度自信的microRNA-302/367靶点。(A类)PAR-CLIP数据和miR-302/367微扰实验之间的交集确定了一组最受调控的目标。146个高置信度miR-302/367靶点被定义为具有良好mirSVR评分的基因（Betel等人，2010年），这些基因在miR-302/267抑制后显著上调，并在其3′UTR中识别出PAR-CLIP位点。(B类)未分化人胚胎干细胞中高置信度miR-302/367靶点的完整列表。该列表中包括许多先前确定的miR-302靶点（例如，LEFTY1/2[Rosa等人2009年]、CDKN1A[Wang等人2008年]和TGFBR2[Subramanyam等人2011年]），许多靶点与细胞周期调控有关（例如BTG1、2、3），以及BMP和TGF-β信号的负调控。

**图4。**
miR-302/367簇在分化过程中促进多能性并调节BMP信号。(A类)基于FACS的碘化丙啶（PI）染色细胞的细胞周期分析用于确定特定细胞周期阶段的细胞百分比。与对照组相比，拮抗剂对miR-302/367的抑制增加了G1期细胞的比例(n个=3个独立实验：antagomir与对照：*P（P）*G1、S和G2/M比较<0.05）。(B类)根据多能性标记SSEA-3的FACS分析，抑制剂对miR-302/367的抑制导致多能性降低。(C类)根据OCT4的数量对人胚胎干细胞克隆原性进行量化⁺克隆密度下重新种植7d后，克隆数增加。(D类)在含有BMP（Noggin）和TGF-β/Activin/Nodal（SB-431542）信号通路抑制剂的敲除血清置换（KSR）基培养基中分化7天后，qRT-PCR检测早期神经标记物PAX6。(E类)在含有BMP4的RPMI培养基中分化3d后，qRT-PCR检测滋养层标记物CDX2、KRT7和CGA。(F类)BMP靶基因ID1的qRT-PCR分析(左边面板）和BMP报告人Tlx2-lux的荧光素酶测定(*正确的*面板）安替戈米尔抑制miR-302/367后36 h。(*G公司*)在siRNA介导的靶基因敲除48小时后，对ID1进行qRT-PCR。(*H（H）*)在含有TGF-β/Activin/Nodal信号抑制剂和同时敲除DAZAP2、SLAIN1和TOB2的siRNA的KSR基培养基中分化7天后，对PAX6进行qRT-PCR。(*)*P（P）*< 0.05; (**)*P（P）*< 0.01; (***)*P（P）*与对照antagomir模拟物或siRNA相比<0.001（另见补充图S7、S8）。

**图5。**
miR-302/367靶点调节TGF-β和BMP信号。在hESCs中，神经诱导是通过抑制TGF-β和BMP信号而启动的。年的快速下降*mir-302型*神经诱导水平表明，miR-302/367可能通过抑制TGF-β和BMP通路的抑制剂，促进自我更新和多能性，抑制神经分化。在本研究中，我们确定了三个抑制BMP信号传导的新miR-302/367靶点。因此，通过下调途径抑制剂，在ESC阶段促进TGF-β和BMP信号传导，miR-302/367促进多能性阶段并减弱神经分化。

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1. Anokye-Danso F、Trivedi CM、Juhr D、Gupta M、Cui Z、Tian Y、Zhang Y、Yang W、Gruber PJ、Epstein JA等，2011年。高效miRNA-介导小鼠和人类体细胞重编程至多能性。细胞干细胞8:376–388-项目管理咨询公司-公共医学
1. Armstrong L、Hughes O、Yung S、Hyslop L、Stewart R、Wappler I、Peters H、Walter T、Stojkovic P、Evans J等人，2006年。转录谱分析和功能分析强调了PI3K/AKT、MAPK/ERK和NFκβ信号传导在维持人类胚胎干细胞多能性和生存能力中的作用。人类分子遗传学15:1894–1913-公共医学
1. Bar M、Wyman SK、Fritz BR、Qi J、Garg KS、Parkin RK、Kroh EM、Bendoraite A、Mitchell PS、Nelson AM等，2008年。通过小RNA文库的深度测序在人类胚胎干细胞中发现和分析小RNA。干细胞26:2496–2505-项目管理咨询公司-公共医学
1. Barberi T、Bradbury M、Dincer Z、Panagiotakos G、Socci ND、Studer L，2007年。从人类胚胎干细胞衍生可移植骨骼肌成肌细胞。国家医学院13:642–648-公共医学
1. Berasi SP、Xiu M、Yee AS、Paulson KE，2004年。HBP1抑制p47phox基因：通过NADPH氧化酶调节细胞周期。分子细胞生物学24:3011–3024-项目管理咨询公司-公共医学

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[1] Anokye-Danso F、Trivedi CM、Juhr D、Gupta M、Cui Z、Tian Y、Zhang Y、Yang W、Gruber PJ、Epstein JA等，2011年。高效miRNA-介导小鼠和人类体细胞重编程至多能性。细胞干细胞8:376–388-项目管理咨询公司-公共医学

[2] Anokye-Danso F、Trivedi CM、Juhr D、Gupta M、Cui Z、Tian Y、Zhang Y、Yang W、Gruber PJ、Epstein JA等，2011年。高效miRNA-介导小鼠和人类体细胞重编程至多能性。细胞干细胞8:376–388-项目管理咨询公司-公共医学

[3] Armstrong L、Hughes O、Yung S、Hyslop L、Stewart R、Wappler I、Peters H、Walter T、Stojkovic P、Evans J等人，2006年。转录谱分析和功能分析强调了PI3K/AKT、MAPK/ERK和NFκβ信号传导在维持人类胚胎干细胞多能性和生存能力中的作用。人类分子遗传学15:1894–1913-公共医学

[4] Armstrong L、Hughes O、Yung S、Hyslop L、Stewart R、Wappler I、Peters H、Walter T、Stojkovic P、Evans J等人，2006年。转录谱分析和功能分析强调了PI3K/AKT、MAPK/ERK和NFκβ信号传导在维持人类胚胎干细胞多能性和生存能力中的作用。人类分子遗传学15:1894–1913-公共医学

[5] Bar M、Wyman SK、Fritz BR、Qi J、Garg KS、Parkin RK、Kroh EM、Bendoraite A、Mitchell PS、Nelson AM等，2008年。通过小RNA文库的深度测序在人类胚胎干细胞中发现和分析小RNA。干细胞26:2496–2505-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Bar M、Wyman SK、Fritz BR、Qi J、Garg KS、Parkin RK、Kroh EM、Bendoraite A、Mitchell PS、Nelson AM等，2008年。通过小RNA文库的深度测序在人类胚胎干细胞中发现和分析小RNA。干细胞26:2496–2505-项目管理咨询公司-公共医学

[7] Barberi T、Bradbury M、Dincer Z、Panagiotakos G、Socci ND、Studer L，2007年。从人类胚胎干细胞衍生可移植骨骼肌成肌细胞。国家医学院13:642–648-公共医学

[8] Barberi T、Bradbury M、Dincer Z、Panagiotakos G、Socci ND、Studer L，2007年。从人类胚胎干细胞衍生可移植骨骼肌成肌细胞。国家医学院13:642–648-公共医学

[9] Berasi SP、Xiu M、Yee AS、Paulson KE，2004年。HBP1抑制p47phox基因：通过NADPH氧化酶调节细胞周期。分子细胞生物学24:3011–3024-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Berasi SP、Xiu M、Yee AS、Paulson KE，2004年。HBP1抑制p47phox基因：通过NADPH氧化酶调节细胞周期。分子细胞生物学24:3011–3024-项目管理咨询公司-公共医学

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