糖尿病运动系统损伤的预测工具构建与SCD1骨修复网络的研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunxiaoyan
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目的和意义:本课题的目的是通过临床资料构建髌骨骨折术后肌肉减少症发生风险的列线图预测模型,并以此解释糖尿病是创伤后运动系统康复的危险因素;通过对过表达SCD1骨髓间充质干细胞的高通量分析并结合临床样本相关基因表达统计筛选出可能存在糖尿病骨健康相关的功能通路,并利用进一步的细胞实验揭示高糖微环境影响骨髓间充质干细胞成骨分化过程的潜在机制。研究方法:我们对2013年1月至2018年10月间接受髌骨骨折手术的年龄≥55岁的患者进行了随访调查由此建立了评估髌骨骨折后骨骼肌减少症风险的预测模型。这个过程中,我们在2型糖尿病患者的骨髓间充质干细胞(BM-MSC)中观察到SCD1的差异表达,并且在用SCD1慢病毒系统转染的BM-MSC中观察到SCD1的成骨功能。然后开发了一个生物信息学预测模型,以选择关键差异表达的微小RNA(DE-miRNA),并建立了蛋白互作网络和miRNA-m RNA网络。接着我们从2型糖尿病患者的BM-MSC中提取miRNA和m RNA,并检测它们的差异表达。进行了生物学实验以可能存在的验证SCD1-miRNA-m RNA网络。研究成果:(1)糖尿病是创伤后运动系统康复的危险因素;(2)我们开发了一个预测模型可以有效预测髌骨骨折术后肌肉减少症的发病风险;(3)2型糖尿病及低强度创伤患者骨髓中SCD1表达下调;(4)体外实验证实SCD1过表达促进骨髓间充质干细胞成骨分化;(5)我们筛选出了7个重要的DE-miRNAs和15个hub基因并预测了miRNA-m RNA网络;(6)Western blot实验和高通量芯片分析结果显示,SCD1可抑制CDKN1A、FOS的表达,并促进了EXO1和PLS1的表达;(7)mi R-1908和mi R-203a分别被证明靶向作用于EXO1蛋白和FOS蛋白。结论及意义:(1)糖尿病是创伤后运动系统康复的危险因素,我们的预测模型可以有效预测髌骨骨折术后肌肉减少症的发病风险;(2)我们预测了糖尿病骨折可能存在的miRNA-m RNA网络,并开发了一个模型以预测糖尿病患者的骨折风险;(3)我们的研究证实过表达SCD1通过介导mi R-203a/FOS和mi R-1908/EXO1通路促进成骨。
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