miR-106b靶向调控BMP2参与间充质干细胞成骨分化与体内骨形成

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目的:  MicroRNA作为一类具有调节作用的小RNA分子,参与众多生理过程。BMP2蛋白在间充质干细胞(MSCs)成骨分化过程中发挥关键作用。本实验探讨了miR-106b调控MSCs成骨分化及在小鼠糖皮质激素诱导的骨质疏松症(GIOP)骨形成中的作用机制。  方法:  实时定量PCR(microRNA特异性探针法或EVA Green法)确定miR-106b在成骨分化过程中的变化趋势及与成骨相关基因(RUNX2、ALP、OSTERIX、COL1A1)的相关性;生物信息学预测miR-106b与BMP2的靶向性,利用miR-106b mimic、miR-106b inhibitor在MSCs过表达或缺失表达 miR-106b进而确定miR-106b的功能;荧光素酶报告基因实验(Luciferase assay)与Western Blot检测microRNA与骨形成蛋白2(BMP2)之间的靶点关系;使用慢病毒-miR-106b inhibitor干预小鼠糖皮质激素诱导的骨质疏松症(GIOP);采用组织化学和micro-CT分析miR-106b inhibitor对GIOP的影响;在mRNA和蛋白质水平检测骨形成和骨吸收相关的指标及BMP2/SMAD信号通路涉及的分子;  结果:  实时定量PCR结果表明,miR-106b在成骨分化过程中表达水平降低;过表达miR-106b抑制MSCs成骨分化;在Luciferase assay中,结果显示mimic共转染组荧光值低于对照组,靶点突变后该效应逆转;qRT-PCR和Western Blot实验结果表明转染miR-106b过表达降低BMP2 mRNA和蛋白质水平,inhibitor则产生相反的效果;干预GIOP的实验中,miR-106b inhibitor能够增加骨质量、提高成骨细胞数目、骨形成率,提高血清中PINP的水平,同时增加BMP2、SMAD1和SMAD5 mRNA的表达水平。此外,miR-106b inhibitor还降低了血清中CTx-1的水平。  结论:  在MSCs成骨分化过程中,miR-106b靶向结合BMP23’UTR序列并抑制BMP2基因的表达,进而抑制MSCs的成骨分化。在C57BL/6小鼠中抑制miR-106b表达可以活化BMP2/SMAD信号通路,促进骨形成,从而缓解糖皮质激素诱导的骨质疏松症。
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