MicroRNA-122-3p 通过靶向酪氨酸酶，参与 α-黑素细胞刺激激素（α-melanocyte stimulating hormone）诱导的黑色素生成过程

《Biochemical and Biophysical Research Communications》：MicroRNA-122-3p involved in an α-melanocyte stimulating hormone-stimulated melanogenesis by targeting tyrosinase

黑素生成调控机制研究中发现miR-122b-3p通过靶向酪氨酸酶抑制α-MSH诱导的黑色素合成，为色素性疾病治疗提供新靶点。

　　

伊藤智弘|古市圭|大口健二|赤尾幸弘

三重大学生物资源研究生院生命科学系水生材料分子化学实验室，日本三重县津市栗间町1577，514-8507

引言

树突状细胞（也称为黑色素细胞）存在于表皮的基底层[1]、[2]。黑色素在黑色素体的细胞质中合成，能够保护细胞核中的遗传信息免受紫外线（UV）辐射的损害[3]、[4]、[5]。黑色素吸收阳光中的紫外线，从而保护细胞。因晒伤导致的皮肤变黑是细胞的一种暂时性防御反应[6]、[7]、[8]。然而，压力或过度暴露于紫外线会扰乱皮肤更新周期，进而破坏黑色素的生成与清除之间的平衡。这会导致黑色素在表皮中过度积累，形成斑点和雀斑[9]、[10]、[11]。

微小RNA（miRNA）是一类长度约为22个核苷酸的小型非编码RNA，它们在真核生物中调节基因表达。miRNA的5'末端序列（7到8个核苷酸）与目标mRNA上的互补序列结合，从而抑制翻译过程。由RNA聚合酶II转录的初级miRNA首先被Drosha酶部分加工成前体miRNA，随后通过exportin-5转运到细胞质中，并由Dicer酶进一步切割成双链miRNA。其中一条链与Argonaute蛋白1（AGO1）结合形成RNA诱导的沉默复合体（RISC），该复合体负责降解或抑制目标mRNA的翻译[12]、[13]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]。由于互补性不完全，一个miRNA可以靶向多个mRNA。在黑色素生成过程中，多种miRNA调控关键的转录因子和信号通路[19]。例如，miR-148-3p、miR-218和miR-340靶向微小眼畸形相关转录因子（MITF），该因子是多种黑色素生成酶（如酪氨酸酶（TYR）、酪氨酸酶相关蛋白1（TYRP1）和多巴色素异构酶（TYRP2/DCT）的主要调控因子[20]、[21]、[22]。miR-21a-5p则调控SOX-5，后者与MITF的调控区域结合[23]。其他已报道的miRNA还包括miR-143-5p，它通过TGF-β激活的激酶1（TAK1）来调节MITF[24]，以及miR-379，后者控制参与cAMP/CREB通路的胰岛素样生长因子1受体（IGF1R）[25]。因此，识别出在黑色素诱导刺激下表达发生变化的miRNA可能有助于开发用于治疗色素性疾病的核酸疗法，如老年斑、雀斑和白癜风。

在本研究中，我们重点关注miR-122b-3p，因为之前的miRNA阵列分析显示其在α-MSH刺激下表达显著下调，且靶标预测表明它可能调控酪氨酸酶。我们旨在阐明miR-122b-3p的功能，以深入了解黑色素生成的调控机制，并确认其是否可作为调节色素沉着的潜在靶点。本研究首次证明miR-122b-3p可以通过靶向酪氨酸酶（黑色素生成过程中的限速酶）来抑制α-MSH刺激下的黑色素生成。

试剂和抗体

除非另有说明，本研究中使用的所有化学试剂均为分析级，用于制备酶反应和电泳所需的缓冲液及洗涤液。一抗包括：抗酪氨酸酶兔多克隆抗体（HUABIO，美国马萨诸塞州沃本，产品编号#12345，稀释度1:1,000，分子量60 kDa）、抗Mitf兔单克隆抗体（Cell Signaling Technology，美国马萨诸塞州丹弗斯，产品编号#12590，稀释度1:1,000，分子量50–75 kDa）以及抗Mitf兔单克隆抗体（Sigma-Aldrich）

α-MSH刺激的B16-4A5细胞中miR-122b-3p的表达谱

为了研究α-MSH处理后的B16-4A5细胞中miRNA的表达情况，我们将经过α-MSH处理或未处理的细胞提取的总RNA置于3D-Gene?小鼠miRNA Oligo芯片上进行检测。在之前的研究中，我们对α-MSH刺激后的细胞进行了全面的miRNA表达分析，发现了13个表达差异显著的miRNA（log2FC > 1.0或< ?1.0）（见图1A和1B，补充表2）。

讨论

miR-122，尤其是其成熟形式miR-122-3p，是哺乳动物中最具肝脏特异性的miRNA之一，在肝细胞中占总miRNA数量的约70%[27]。这种显著的组织特异性与肝脏特异性的转录程序、表观遗传激活以及高水平的转录后稳定性密切相关。因此，miR-122作为维持肝脏稳态的关键调控因子发挥作用，包括调节脂质等代谢过程

CRediT作者贡献声明

伊藤智弘：撰写初稿、方法设计、实验实施、数据整理、概念构建。古市圭：数据分析、数据整理。大口健二：撰写修订稿、监督工作。赤尾幸弘：撰写修订稿、监督工作

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。

资助

本研究未获得公共机构、商业机构或非营利组织的任何特定资助。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。

致谢

作者声明本研究不存在任何利益冲突。