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研究目的:明确circRNA-Klf4是否参与牙胚间充质细胞向成牙本质细胞向分化,并研究其具体分子机制。材料和方法:体外培养出生后1天(PN1)小鼠原代的牙胚间充质细胞,经矿化诱导培养基进行矿化诱导9天后,使用茜素红染色检测细胞矿化结节情况。收集细胞,提取总RNA和蛋白,使用Real-time PCR和Western Blot检测不同时期细胞内Alp、Dmp1、Dsp(p)、Klf4和circRNA-Klf4的表达情况。使用地高辛标记的特异靶向性circRNA-Klf4探针进行原位杂交检测circRNA-Klf4在PN1小鼠下颌磨牙的表达模式。向PN1原代的牙胚间充质细胞转染circRNA-Klf4过表达质粒和小干扰RNA,收集细胞,提取总RNA和蛋白,使用Real-time PCR和Western Blot检测细胞Alp、Dmp1、Dsp(p)和Klf4的表达情况。向PN1原代的牙胚间充质细胞转染抑制剪切前体miRNA所需要的Dicer酶的抑制剂、抑制miR-5046的抑制剂、抑制miR-1895的抑制剂。突变过表达circRNA-Klf4质粒与miR-5046、miR-1895的结合位点,使用Real-time PCR和Western Blot检测circRNA-Klf4、Klf4、Endoglin的表达。结果:相对于PN1小鼠原代的牙胚间充质细胞,通过矿化诱导培养基培养9天后,细胞茜素红染色明显增强,且Real-time PCR和Western Blot显示,Alp、Dmp1、Dsp(p)、Klf4和circRNA-Klf4的表达均增加,表明矿化诱导培养基培养9天的PN1原代牙胚间充质细胞向成牙本质细胞向分化,且circRNA-Klf4在分化过程中表达增加。体内原位杂交显示,circRNA-Klf4在PN1小鼠下颌磨牙成牙本质细胞层和成釉细胞层中特异性表达。过表达circRNA-Klf4可以促进线性Klf4表达,促进牙胚间充质细胞向成牙本质细胞向分化;抑制circRNA-Klf4可以抑制线性Klf4表达,抑制牙胚间充质细胞向成牙本质细胞向分化。在沉默Dicer酶的细胞中,由于缺失了成熟miRNA,导致circRNA-Klf4对线性Klf4调控减弱,证明circRNA-Klf4对线性Klf4的调控具有miRNA依赖性。经miRBase数据库(http://www.mirbase.org/)进一步预测、细胞内抑制实验发现circRNA-Klf4主要通过miR-5046和miR-1895调控线性Klf4的表达。通过miRNA结合位点突变实验进一步证明了circRNA-Klf4可通过miRNA“海绵”作用竞争性与miR-5046和miR-1895结合,从而促进线性Klf4表达。通过查询miRNA靶基因预测和功能分析数据库Target Scan(http://www.targetscan.org/)发现miR-5046和miR-1895均与成牙本质细胞分化相关基因Endoglin的m RNA有结合位点,通过细胞学体外实验发现circRNA-Klf4除调控线性Klf4外,还可以通过miR-5046、miR-1895调控成牙本质细胞分化相关基因Endoglin。结论:circRNA-Klf4参与调控牙胚间充质细胞向成牙本质细胞向分化,其机制是通过miR-5046和miR-1895“海绵”作用增加成牙本质细胞分化相关基因Klf4、Endoglin的表达,形成网络调控,调控牙胚间充质细胞向成牙本质细胞向分化。