《miR-196b對成骨細胞和脂肪細胞分化的調節作用及其機制研究》是依託天津醫科大學，由王寶利擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：miR-196b對成骨細胞和脂肪細胞分化的調節作用及其機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王寶利
- 依託單位：天津醫科大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
前期研究發現骨髓間充質幹細胞誘導成骨後miR-196b表達下降，誘導成脂後miR-196b表達上升。在骨髓基質幹細胞系ST2中上調miR-196b後向成骨細胞分化減弱，而向脂肪細胞分化增強；相反，在ST2下調miR-196b後向脂肪細胞分化減弱，提示miR-196b對成骨細胞和脂肪細胞分化起調節作用。本研究在此基礎上，將通過細胞分子生物學研究進一步確證間充質幹細胞向成骨細胞和脂肪細胞分化過程中miR-196b所起的調節作用；採用雙螢光素酶報告基因技術篩選鑑定miR-196b的直接靶基因；採用功能獲得性研究和功能缺失性研究明確靶基因對成骨細胞和脂肪細胞分化的調控作用及其機制；觀察改變小鼠體內miR-196b水平對骨組織成骨細胞和骨髓脂肪細胞數量、整體骨再建和骨量的影響以及對去卵巢小鼠骨質疏鬆是否具有改善作用等。本研究將為揭示miRNA在骨組織細胞發育和骨再建等過程中的作用及機制提供理論依據。
結題摘要
在前期研究中，我們採用 miRNA 晶片和 RT-qPCR 證明原代培養的骨髓基質細胞和基質細胞系 ST2 誘導成骨後 miR-196b-5p表達下降，誘導成脂後miR-196b-5p 表達上升，提示miR-196b-5p 可能對前體細胞的定向分化起調節作用。本項目首先研究了miR-196b-5p前體細胞定向分化的調控作用。將人工合成的 miR-196b-5p mimics或miR-196b-5p inhibitor或其陰性對照轉染前體細胞系，或者構建miR-196b過表達和抑制性慢病毒感染原代BMSCs，隨後進行成骨/成脂誘導。結果表明miR-196b-5p 抑制成骨分化而促進成脂分化。在機制研究中，我們根據生物信息學軟體預測結果並結合luciferase實驗、Western blotting技術篩選鑑定出Tgfbr1、Tsc1和Sema3a可以被miR-196b-5p直接靶向調控。通過對SEMA3A和TSC1的功能研究，我們發現SEMA3A促進前體細胞成骨分化，而TSC1則促使前體細胞成脂分化。miR-196b-5p mimics轉染細胞後TSC1蛋白減少，mTOR通路被激活。將Tsc1過表達載體與miR-196b mimics共轉染ST2細胞可減弱miR-196b-5p mimics對成脂分化的促進作用；mTOR通路抑制劑Rapamycin也可減弱miR-196b-5p mimics對成脂分化的促進作用。以上結果表明miR-196b-5p通過靶向抑制TSC1翻譯而增強mTOR通路活性，從而促進前體細胞成脂分化，而通過靶向抑制SEMA3A翻譯抑制前體細胞成骨分化。 在體作用研究方面，我們製備了在成骨細胞特異性表達miR-196b的轉基因小鼠（Col1-196b-5p），分析了轉基因鼠表型。6月齡轉基因小鼠X-ray 顯示長骨幹骺端近段骨量顯著減少，μCT 分析也證實幹骺端發生嚴重骨丟失，小梁骨顯著減少，與野生型對照組相比，miR-196b轉基因鼠小梁骨容積和骨小梁數目顯著 減少，而小梁分離度和結構模型指數顯著增加。表明miR-196b-5p在小鼠體內抑制成骨細胞分化，減少骨量。 綜合我們的研究結果，miR-196b-5p抑制骨髓基質幹細胞成骨分化而促進其成脂分化，其表達紊亂可引起骨穩態異常和骨丟失，miR-196b-5p可能成為骨質疏鬆等骨代謝疾病防治的新靶點。
