| Summary: | The pleiotropic actions of human growth hormone (GH) result from its binding to its receptor (GHR) on target cells and the downstream activation of multiple intracellular signaling pathways, leading to changes in gene expression, differentiation and metabolic activity. Previous studies have associated GHR deficiency with growth disorders while GHR overexpression occurs in a wide variety of cancers, suggesting the need to have tight regulation of the GHR gene. Studies of what regulates GHR expression at the 5'UTR (promoter) and coding regions have been reported; however, investigations of regulation at the 3'UTR, particularly by microRNAs (miRNAs), has been overlooked. MiRNAs are small (19-21 nt) noncoding RNAs that play an important role in regulating gene expression mainly through targeting the 3'UTR of mRNAs and enhancing degradation or inhibiting translation. In the last decade, extensive biomedical research has demonstrated a critical role for miRNA in many chronic diseases, including cancer. In the present study, we have mapped the GHR 3'UTR for potential miRNA binding sites and investigated the role of miRNAs in regulating GHR expression.We used multiple in silico prediction tools based on different algorithms to define several putative miR-binding sites within the GHR 3'UTR and prioritized a set of these sites based on conservation across several species, their hybridization energy, the presence of parallel sites in GH/IGF-I axis-related genes, and reports that link specific miRNAs to GHR-related physiological or pathophysiological activities. To test this set, we created a Luc-GHR 3'UTR luciferase reporter vector and screened for miRNA binding to the GHR-3'UTR and effects on the luciferase activity. Our studies identified miR-129-5p, miR-142-3p, miR-202 and miR-16 as significant inhibitors of human GHR expression in HEK293 cells through binding to specific sites. A parallel decrease in endogenous GHR mRNA and protein by these miRNAs suggests that they act primarily by degrading GHR mRNA. This study paves the way for the development of novel miRNA inhibitors for GHR expression and their potential use as therapeutic agents in GH/GHR axis-related pathophysiologies. === Les actions pléitropiques de l'hormone de croissance humaine (GH) résultent de sa liaison à son récepteur (GHR) sur les cellules cibles et de l'activation en aval de multiples voies de signalisation conduisant à des changements au niveau de l'expression génique, de la différentiation et de l'activité métabolique. Des études antérieures ont associé une insuffisance du GHR à des problèmes de croissance alors que sa surexpression survient dans une grande variété de cancers, suggérant le besoin d'une étroite régulation du gène GHR. Des études portant sur la régulation de l'expression de GHR au niveau du 5'UTR (promoteur) et des régions codantes ont été publiées; cependant, des recherches au niveau de la régulation du 3'UTR, particulièrement par les microARNs (miRNAs) ont été délaissées. Les miRNAs sont de petits (19-21nt) ARNs non codants qui jouent un rôle important dans la régulation de l'expression génique en ciblant essentiellement les 3'UTRs des ARNm donc en augmentant leur dégradation ou en inhibant leur traduction. Dans la dernière décennie, de nombreuses recherches biomédicales ont démontré un rôle critique des miRNAs dans de nombreuses maladies chroniques y compris le cancer. Dans la présente étude, nous avons cartographié des sites de liaison potentiels aux miRNAs dans le 3'UTR du GHR et étudié le rôle des miRNAs dans la régulation de l'expression de GHR.Nous avons utilisé de nombreux outils de prédiction in silico basés sur différents algorithmes afin de définir plusieurs sites de liaison potentiels de miRNAs dans le 3'UTR de GHR. Nous avons priorisé une partie de ces sites en tenant compte de leur conservation entre plusieurs espèces, de leur énergie d'hybridation, de la présence de sites parallèles dans des gènes reliés à l'axe GH/IGF-I, et d'études reliant spécifiquement des miRNAs à des activités physiologiques ou pathophysiologiques du GHR. Afin de tester ce groupe de sites, nous avons créé un vecteur rapporteur luciférase Luc-GHR 3'UTR et criblé la liaison des miRNAs au 3'UTR de GHR et leurs effets sur l'activité de la luciférase. Nos études ont identifié miR-129-5p, miR-142-3p, miR-202 and miR-16 comme étant des inhibiteurs significatifs de l'expression de GHR dans les cellules HEK293 par leur liaison à des sites spécifiques. Une diminution parallèle de l'ARNm et de la protéine de GHR endogène par ces miRNAs suggère qu'ils agissent principalement en dégradant l'ARNm. Cette étude ouvre la voie au développement d'une nouvelle approche utilisant ces miRNAs afin d'inhiber l'expression de GHR ainsi qu'à leur utilisation potentielle comme des agents thérapeutiques dans des pathophysiologies de l'axe GH/GHR chez l'humain.
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