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研究背景及目的:微小RNAs(microRNAs,miRNAs)是一类由18-24个氨基酸分子组成的非编码单链RNA,通过与靶基因特定序列结合来发挥其调控作用,在细胞功能及增殖分化中扮演着重要角色。随着研究的逐渐深入,人们发现miRNAs几乎存在于所有真核生物的细胞和部分病毒中,调控超过30%的蛋白质编码基因,对细胞增殖、分化、凋亡和组织器官的生长发育有着重要的调节作用。miR-21是miRNAs家族的重要成员,是哺乳动物中最早被发现的miRNAs之一,在多个物种体内的组织及细胞中均有miR-21的表达。现已有大量研究证实了 miR-21与多种疾病的发生发展密切相关。其中,结、直肠癌、子宫颈癌、胃癌、乳腺癌等多种癌症及肿瘤的发生伴随着miR-21表达的升高。研究还发现miR-21能促进成纤维细胞的纤维化,导致或加重心血管疾病的发生。也有研究表明,在骨质疏松症患者中,miR-21对成骨细胞和破骨细胞的分化也有一定的促进作用。骨缺损是临床常见的疾病之一,其治疗难度大,疗程长,对患者的身体及心理方面均造成较大影响。由肿瘤、外伤等原因造成的口腔颌面部缺损一般治疗疗程长,难度大,而且极大地影响了患者的容貌美观,给患者造成了较大的社交障碍和心理压力。因此,如何有效的治疗口腔颌面部骨缺损,促进骨愈合成为我们急需解决的临床问题。miR-21已被证实能促进各类干细胞的成骨分化,但相关体内研究较少。补充开展miR-21对于骨再生作用的体内研究,能进一步探明miR-21的作用效果,为临床治疗骨缺损提供一定的理论依据和思路。本课题拟通过实验研究对比分析敲除miR-21基因小鼠与野生型小鼠的愈合能力,探讨miR-21对骨再生的作用机制。研究方法:(1)选取8周龄雌性C57BL/6野生型小鼠,和miR-21基因敲除小鼠,建立小鼠上颌骨骨缺损模型,观察其自然愈合,术后8周与12周分别取材,通过标本大体观察、micro-CT检查、HE染色、Masson三色染色、免疫组织化学染色等方法观察骨愈合情况,探讨miR-21对骨再生的作用。(2)为了进一步验证miR-21在骨再生过程中的调节作用,我们建立了miR-21敲基因小鼠的挽救模型,将miR-21的过表达试剂(miR-21 agomir)采用腹腔注射的方式注射到miR-21基因敲除小鼠的体内,8周后处死取材,通过标本大体观察、micro-CT检查、HE染色、Masson三色染色、免疫组织化学染色等方法观察其骨愈合与miR-21基因敲除小鼠骨愈合情况的差异。结果:1、micro-CT扫描结果显示相同时间段野生型小鼠比miR-21基因敲除小鼠骨愈合面积较大,新生骨量明显增多,且新生骨骨小梁厚度也增厚。HE染色结果显示,相同时间段内,野生型小鼠骨缺损处出现新生骨且骨量较多;相同组间,12周取材的标本新生骨量明显多于8周。Masson三色染色显示,相同时间内,野生型小鼠新生骨量较多,同时,新生骨的成熟度较高。免疫组化染色结果显示,野生型小鼠成骨相关因子ALP、OCN的表达量也较高。2、腹腔注射miR-21过表达试剂的miR-21-KO+agomir组小鼠于术后8周处死取材,micro-CT扫描结果显示miR-21-KO+agomir组小鼠骨缺损处新生骨量明显多于miR-21-KO组小鼠,且新生骨骨小梁厚度较厚。HE染色结果显示miR-21-KO+agomir组小鼠骨缺损处新生骨量较多;Masson三色染色结果显示,miR-21-KO+agomir组小鼠新生骨量多,新生骨成熟度也较高;免疫组化染色显示,miR-21-KO+agomir组小鼠成骨相关因子ALP、OCN的表达量较基因敲除组高。且micro-CT分析结果显示,miR-21-KO+agomir组小鼠的新生骨体积要高于野生型小鼠,骨小梁密度及厚度均较高。结论:1、micro-CT扫描结果与组织切片染色结果均显示WT组比miR-21-KO组有更强的骨愈合能力,因此我们可以推测miR-21基因影响了骨愈合的过程,敲除miR-21基因抑制了骨缺损的愈合。2、miR-21-KO+agomir组小鼠的micro-CT扫描结果与组织切片染色结果均显示其骨愈合能力较miR-21-KO组强,注射miR-21的过表达试剂可以提高miR-21-KO小鼠的骨愈合能力,加速新骨生成及矿化。miR-21基因正向调控了骨愈合的过程。