《催產素調節骨代謝相關miRNA的篩選及其作用機制研究》是依託東南大學，由劉璇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：催產素調節骨代謝相關miRNA的篩選及其作用機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉璇
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
針對骨質疏鬆症已成為世界性公共衛生問題，本項目在先期首次證明催產素對骨代謝具有直接調節作用的基礎上，以當今生命科學領域研究熱點之一的miRNA為切入點，利用先進的SOLiD高通量測序技術檢測miRNA表達譜，篩選出催產素作用後在小鼠骨髓成骨細胞和破骨細胞中表達顯著變化的miRNA，並從中選取2～3個候選miRNA，分別運用生物信息學軟體與報告基因系統預測和驗證其作用的靶基因，再通過過表達和抑制表達方法，研究其對成骨細胞和破骨細胞分化的影響。本項目預期將揭示參與催產素調節骨代謝的相關miRNA及其作用機制，從而為進一步闡明催產素調節骨代謝的分子機理，完善對miRNA功能的認識提供新的理論根據，研究中篩選出的候選miRNA將可能成為骨質疏鬆症診斷的新標記及新藥研發的新靶標，為骨質疏鬆症的防治另闢新徑。
結題摘要
在先期首次證明催產素對骨代謝具有直接調節作用的基礎上，本項目進一步從miRNA角度探討催產素對骨代謝的調控機制。實驗利用Ion Torrent測序系統檢測miRNA表達譜，篩選出了miR-200a-3p等18個miRNA作為催產素調節成骨細胞分化的候選miRNA，並預測了靶基因。測序結果結合文獻報導提示催產素可能通過下調miR-200a-3p、miR-135a-5p、miR-338-3p、miR-338-5p來刺激BMP-2、Dlx5、Smads1/5及下游轉錄因子Runx2的表達，從而促進成骨細胞分化成熟，其具體信號通路有待實驗驗證。本研究中篩選出的候選miRNA將有可能成為骨質疏鬆症診斷及新藥研發的新靶標。為促進將催產素對骨代謝影響的基礎研究成果早日套用於臨床，本項目進一步開展了催產素調節骨代謝的整體動物實驗驗證工作。研究結果表明催產素腹腔注射能提高去勢小鼠的骨密度，通過提高成骨相關基因Osteopontin、Runx2和Osterix的表達促進成骨細胞的分化和礦化。此外，項目組還開拓了PLA/γ-Fe2O3複合膜對成骨細胞和破骨細胞作用的初步研究。結果顯示γ-Fe2O3磁性納米基底能促進成骨細胞分化但抑制破骨細分化，主要通過上調BMP-2的表達使其下游轉錄因子Runx2的表達增加從而促進成骨細胞分化，且在組裝基底的拓撲結構、剩磁作用及磁性粒子間相互作用等綜合因素的影響下使成骨細胞分化隨基底組裝場強的增大而增強。而PLA/γ-Fe2O3複合膜同樣能促進成骨細胞的增殖與分化，如進一步利用納米材料的磁/熱療、載藥等功能將有望開發一種集骨修復和載藥治療為一體的新型骨支架材料。其次，本項目還開展了基於代謝物拉曼信號分析的骨質疏鬆監測研究，利用拉曼光譜檢測小鼠代謝物（尿液、糞便）的特徵譜線。結果顯示去勢小鼠與正常小鼠在第5-8周有顯著差異，且拉曼光譜比骨密度能較早地檢測出其差異，提示拉曼光譜檢測可作為一種靈敏便捷的骨質疏鬆早期診斷方法之一。總之，通過本項目的研究，為骨質疏鬆症的發病機制、診斷及治療均提供了新的思路和理論依據。
