CircSEC31A在脂肪干细胞成骨分化中的作用及机制的研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lcm0153
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目的:脂肪干细胞(ADSCs)其主要成分来源于脂肪组织中,是间充质干细胞的一种。许多研究证实了ADSCs的成骨分化潜能,并认为ADSCs是有利于骨形成和再生的良好的种子细胞。与骨髓间充质干细胞相比,脂肪干细胞的获取更简单、来源更丰富,含量较多、伦理限制更少。脂肪干细胞由此成为了组织工程修复重建领域中最具应用价值的种子细胞。环状RNA(circ RNAs)是一种非编码RNA。Circ RNAs的表达比线性RNA更加稳定,不易被RNA酶降解且具有新的特性,它们具有发育阶段或组织中特异性表达的能力,是疾病诊断和治疗靶向的理想生物标记物,在诸多生命活动中发挥着重要的调控作用。在功能上,近年的研究结果表明,细胞中的circ RNAs分子主要通过竞争性内源RNA(ce RNA)机制发挥作用,circ RNAs富含微小RNA(mi RNAs)的结合位点,并作为mi RNA的海绵进入细胞,进而起到抑制其转录翻译的作用,从而升高靶基因的表达水平。大量的研究成果表明,circ RNAs也广泛参与组织再生和干细胞分化过程,并在各种成骨相关信号通路中发起作用。因此,为了探讨circ RNAs在ADSCs成骨过程中起到什么样的作用及其作用机制,我们展开了以下研究。研究方法:1、本研究取得行吸脂手术的5位健康年轻女性脂肪组织,利用胶原酶消化法从中提取了原代ADSCs,接下来利用流式细胞术检测细胞表面标志物CD73、CD90、CD105、CD34、CD44、CD45的表达情况。此外,我们通过对提取的细胞进行成脂、成骨、成软骨分化诱导和油红O(oli red O)、茜素红(ARS)、阿利新蓝(Alcian)染色,对提取的ADSCs分化的潜能进行了验证。经基因芯片数据结果指导下挑选circ SEC31A作为本研究的主要研究目标。2、运用q PCR检测circ SEC31A在未分化及诱导分化的ADSCs细胞样本中的表达水平。敲低或过表达circ SEC31A,在诱导培养后检测成骨相关指标m RNA的变化及进行ALP、茜素红染色。使用荧光原位杂交实验确定circ SEC31A的细胞内定位。3、利用Target Scan、mi Randa、starbase和circinteractome等数据库进行mi RNA-m RNA,mi RNA-circ RNA之间的相互作用预测,并利用Cytoscape将预测结果绘制成网络图。根据预测的网络图,选取可能与circ SEC31A结合的mi RNAs,双荧光素酶实验验证其靶向结合。进行mi RNA的功能验证,通过mi RNA靶基因的富集分析,预测及验证其下游的靶基因。结果:经验证,circ SEC31A的表达趋势与基因芯片的结果表达趋势一致。结果表明,circ SEC31A在成骨分化过程中表达显著升高。敲低circ SEC31A后ADSCs在成骨诱导培养基中的成骨分化能力下降;过表达circ SEC31A后ADSCs在成骨诱导培养基中的成骨分化能力上升。ALP染色、茜素红染色、成骨相关因子的m RNA表达及蛋白的表达均符合上述趋势。circ SEC31A由SEC31A基因的第24、25、26个外显子环化形成,长度为406nt,定位于ADSCs的胞浆中。Circ SEC31A与CLDN11在细胞中表达呈正相关,并通过与mi R-612结合影响CLDN11的表达进而在ADSCs成骨分化过程中起到促进成骨的作用。结论:Circ SEC31A在ADSCs的成骨分化过程中起到了促进作用,提高了ADSCs的成骨分化能力,并参与了ADSCs成骨分化能力的调控。Circ SEC31A可通过竞争性吸附mi R-612来影响CLDN11的表达,从而影响了ADSCs的成骨分化过程。以上,Circ SEC31A的促成骨分化作用在骨缺损治疗领域中具有临床应用前景,为组织工程修复骨缺损提供了相关理论依据与实践。
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