《微重力環境下microRNA對成骨細胞功能的影響及其機制研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由郭張燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：微重力環境下microRNA對成骨細胞功能的影響及其機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郭張燕
- 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
微重力環境引起的骨質丟失是航天員在航空航天活動中面臨的最常見和嚴重的健康問題之一。研究表明，成骨細胞功能障礙是空間環境中持續性骨丟失的主要原因。然而，微重力引起成骨細胞功能障礙的分子機制目前仍不明確。文獻證實miRNA參與了正常環境下成骨細胞分化的調控，但在微重力環境下miRNA如何影響成骨細胞功能尚無報導。我們在前期工作中利用晶片技術比較了小鼠成骨細胞MC3T3-E1 miRNA表達譜的改變，初步分析了重力敏感的miRNA。本課題擬在已有研究基礎上，從基因轉錄後的表達調控入手，探索微重力環境下miRNA對成骨細胞功能的調控。課題將首先確定成骨細胞中對重力環境敏感的miRNA，證實它們對成骨細胞增殖、分化等功能的影響，進而通過尋找靶基因，探索miRNA在微重力環境下調節成骨細胞功能的機制。本研究將為闡明微重力引起骨質丟失的分子機制提供新的思路，為防治失重引起的骨質丟失提供新的策略。
結題摘要
空間長期重力環境的改變會引起機體多個系統的變化，目前尚沒有辦法對抗微重力引起的太空人骨質流失，現在被普遍接受的觀點認為微重力導致的骨丟失的主要原因是成骨的細胞分化障礙，但是導致成骨細胞分化障礙的分子機制並不完全清楚。miRNA是一類長度約18-25nt的小分子RNA，通過完全或不完全互補的方式結合於靶基因的mRNA的3’UTR，負向調控基因表達，許多研究認為，miRNA參與了對成骨細胞成骨過程的表達調控，是成骨細胞分化的重要的調節分子。本研究中我們以BMP-2誘導小鼠間充質多能前體細胞C2C12成骨分化為研究對象，探討模擬失重狀態下，成骨細胞分化過程中miRNA表達譜的改變，進而研究miRNA在失重性骨丟失中的作用及其分子機制。本研究的主要發現和結果如下：首先在細胞水平上檢測微重力對成骨細胞分化的影響，證明微重力抑制成骨細胞分化和成熟；證明微重力環境可以引起成骨細胞miRNA表達譜的改變， Real-time PCR驗證結果與晶片結果基本一致；證明miR-494可通過調節Runx2、BMPR2和FGFR2的表達抑制成骨細胞分化；並對miR-494的轉錄調控機制進行了初步研究，發現轉錄因子MyoD可能參與了對miR-494的表達調控。綜上所述，本研究發現miRNA參與失重性成骨細胞功能異常的發生。其中，我們對表達上調的miR-494功能和作用機制進行了較為全面的研究，發現在模擬失重時miR-494表達升高，而且與失重時間正相關。體外實驗證明，miR-494通過降低其靶基因BMPR2、FGFR2和Runx2的表達參與成骨細胞分化。過表達miR-494抑制成骨相關基因的表達，從而抑制骨形成；降低內源性miR-494表達則促進成骨分化，並且能夠部分緩解由於失重引起的成骨分化障礙。該研究將對預防和治療失重性骨質疏鬆提供理論依據。 本課題嚴格按照項目計畫書實施，課題整體進展順利，已經基本完成預期目標。依據本課題的研究結果，課題組目前已經申請並獲得一項國家發明專利（專利名稱: miR-494抑制劑在製備抗骨鈣丟失、促骨生成製劑中的套用，申請號：ZL201010535658.4），課題的主要研究成果已整理成文正在投送國際知名期刊。本課題在實施過程中培養博士研究生1名。課題經費嚴格按計畫使用完畢。
