Several hundred microRNAs (miRNAs) have recently been cloned from a wide range of organisms across phylogeny. Despite the high degree of conservation of miRNAs, their functions in general, and in mammals particularly, are just beginning to be defined. Here we show that an oligonucleotide DNA array can be successfully used for the simultaneous analysis of miRNA expression profiles from tissues or cells. From a subset of miRNAs expressed in the brain we designed an oligonucleotide array spotted with probes specific for 44 mature miRNAs. These arrays demonstrated precise regulation of miRNA expression at mammalian brain developmental epochs. About 20% of the probed miRNAs changed significantly in their expression during normal brain development, and two of them, miR-9 and miR-131, were dysregulated in presenilin-1 null mice exhibiting severe brain developmental defects. Transcripts with regulated expression patterns on the arrays were validated by Northern blots. Additionally, a bioinformatic analysis of developmentally regulated miRNAs suggested potential mRNA targets. The arrays also revealed miRNAs distributed to translating polyribosomes in primary neurons where they are likely to modulate translation. Therefore, oligonucleotide arrays provide a new tool for studying miRNA expression in a variety of biological and pathobiological settings. Creating clusters of coexpressed miRNAs will contribute to understanding their regulation, functions, and discovery of mRNA targets.

Natural killer cell stimulatory factor (NKSF) is a 70-kD heterodimeric cytokine that was initially isolated from conditioned medium of human B lymphoblastoid cell lines. The effects of recombinant NKSF on the function of human peripheral blood NK cells were examined. NKSF directly augmented the cytolytic activity of freshly isolated NK cells. Both CD56dim and CD56bright NK cells demonstrated enhanced cytotoxicity after brief exposure to NKSF. In contrast, highly purified T lymphocytes did not exhibit major histocompatibility complex-unrestricted cytotoxicity after short-term culture with NKSF. Like interleukin 2 (IL-2), NKSF augmented the lysis of NK-sensitive, NK-resistant, and antibody-coated targets. Both NKSF and IL-2 induced marked upregulation of several NK cell adhesion molecules known to participate in cytolysis, including CD2, CD11a, and CD54. However, NKSF activates NK cells through a pathway distinct from that of IL-2, since the presence of anti-IL-2 receptor (anti-IL-2R) antibodies or IL-4 did not inhibit the effects of NKSF. NKSF by itself induced very little proliferation of resting NK cells. NK cells preactivated in vitro with IL-2 demonstrated enhanced proliferation to NKSF, but the degree of proliferation was always inferior to that induced by IL-2 alone. Moreover, NKSF strongly inhibited IL-2-induced proliferation of either resting or preactivated NK cells. This inhibition was not the result of decreased IL-2R expression, because NKSF-activated NK cells expressed higher levels of both IL-2Rs p75 and p55. Furthermore, NKSF did not inhibit the proliferation of mitogen-activated T cells, indicating a selective effect on NK cell proliferation. Human NK cells expanded in vivo by prolonged continuous infusions of IL-2 remained fully responsive to NKSF. Picomolar concentrations of NKSF were as effective as nanomolar concentrations of IL-2 in augmenting the cytolytic activity of NK cells expanded in vivo by IL-2. NKSF may play an important role in the regulation of human NK cell function, and its possible use as a therapeutic cytokine deserves further investigation.

DNA-encoded small molecule library technology has recently emerged as a new paradigm for identifying ligands against drug targets. To date, it has been used to identify ligands against targets that are soluble or overexpressed on cell surfaces. Here, we report applying cell-based selection methods to profile surfaces of mouse C2C12 myoblasts and myotube cells in an unbiased, target agnostic manner. A panel of on-DNA compounds were identified and confirmed for cell binding selectivity. We optimized the cell selection protocol and employed a novel data analysis method to identify cell selective ligands against a panel of human B and T lymphocytes. We discuss the generality of using this workflow for DNA encoded small molecule library selection and data analysis against different cell types, and the feasibility of applying this method to profile cell surfaces for biomarker and target identification.