MiR-194在肝細胞雙核化所扮演的角色

Abstract

末期肝臟疾病的治療方式往往受限肝臟移植手術，然而可移植之活體肝臟遠低於等待移植的患者，因而造成病患極高的死亡率，所以我們需要更深入了解基礎肝臟生物學，進而發展新的治療方法促進末期肝病患者之肝臟修復及再生。肝臟細胞的特徵之一為染色體非整倍數體，其可提供肝細胞之間基因組的變異並有助於肝臟慢性肝臟損傷維持再生能力。而非整倍數體肝細胞產自多倍體化(Polyploidization) 之過程：意指『單核二倍體肝細胞（mononucleate diploid hepatocytes）』經由細胞分裂過程中的胞質分裂失敗(Cytokinesis failure)形成『雙核多倍體肝細胞（binucleate diploid hepatocytes）』的過程。迄今已有許多基因被證實會調控胞質分裂過程，包括Myc、P53還有Akt。然而非編碼核醣核酸(non-coding RNA)的作用仍不清楚。微核醣核酸(microRNAs, 或簡稱miR)，為長度約20~25個核苷酸(nucleotide)所組成的單股非編碼核醣核酸，可通過與目標3’端的非轉譯區(3’-untranslated region, 簡稱3’UTR)的序列特異性相互作用達到負調控蛋白質編碼基因。先前研究顯示小鼠在出生後肝臟發育的過程中，肝細胞染色體從雙核轉變為多倍體伴隨著miR-194高度表現並且持續增加，這個研究結果使我們推測miR-194會藉由抑制胞質分裂基因促使幼年肝臟發育時期肝細胞的雙核化。 為證實此假說，我們利用微RNA目標基因資料庫 (例如TargetScan 和miRNADA)發現兩個重要胞質分裂基因Racgap1和Ect2可能為miR-194有效作用的目標基因。進一步抑制小鼠(Hepa 1-6 cell line)及人類(Huh7 cell line)肝癌細胞株中的miR-194表現時，Racgap1及Ect2 mRNA 表現量皆顯著上升；相反的，利用人類子宮頸癌細胞株(Hela cell line)和小鼠肝癌細胞株(Hepa 1-6 cell line)高度表現miR-194時，Racgap1及Ect2 mRNA 表現量皆下降。同時螢光素酶報告分析方法（luciferase reporter assay）的結果，進一步證實miR-194可透過Ect2的3’UTR促進其RNA之降解。接著我們分析出生後24天大小鼠肝細胞的基因表現，發現相較於二倍體的肝細胞，四倍體肝細胞的miR-194表現量顯著下降而Ect2基因表現量顯著上升，顯示miR-194的上升為雙核化過程的上游事件。最後，我們發現人類肝前驅細胞株HepaRG經分化刺激之後會表現miR-194且產生細胞雙核化現象，而miR-194的過度表現可抑制Ect2的表現且促進細胞雙核化。綜合以上結果，我們推論miR-194可能透過調控Racgap1及Ect2基因而促使正常肝臟細胞雙核化現象的發生。