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骨肉瘤(Osteosarcoma,OS)是间充质来源的肿瘤,主要累及长骨干骺端,是儿童和年轻人中最常见的骨骼原发性肉瘤,尽管OS诊疗技术在20世纪70年代和80年代取得了重大进展,但OS预后在近几十年内并没有得到显著改善,这与OS的异质性以及缺乏其分子机制的深入研究有关。已知表观遗传酶PRMT5多种肿瘤疾病呈异常高表达,最新的研究表明PRMT5通过调控多种DNA修复酶的表达介导DNA损伤信号通路,鉴于DNA损伤是细胞衰老最主要的诱发因素,我们推测PRMT5通过参与DNA损伤通路调控OS细胞衰老。为证实上述假说,本研究通过临床病理切片以及体外实验,在多个层面探讨PRMT5在OS中的作用和分子机制,以期为OS的防治提供新的指导思路及研究基础。首先,利用OS病理切片进行免疫组化染色并分析,证实PRMT5与OS恶性程度呈正相关;采用慢病毒构建稳定敲低PRMT5的U2 OS细胞株,以之为基础,利用β-半乳糖苷酶衰老染色试剂盒标记衰老细胞并分析,利用Western blot及q PCR检测衰老相关指标,证实在U2 OS细胞敲低PRMT5诱导p21介导的细胞衰老;此外,利用彗星实验检测DNA双链损伤,利用免疫荧光检测DNA损伤相关标志蛋白,利用Western blot检测衰老相关因子表达,利用q PCR检测DNA修复酶表达,证实敲低PRMT5诱导了U2 OS细胞DNA损伤,并且抑制DNA修复通路;进一步,利用Western blot、核质分离实验以及免疫荧光检测TXNIP表达,以探讨PRMT5调控p21介导U2 OS细胞衰老的作用机制,证实TXNIP是PRMT5的一个新型靶蛋白;联合敲低TXNIP并检测p21表达,证实TXNIP参与PRMT5对细胞衰老以及p21表达的调控;最后,利用免疫荧光共定位、Co-IP及Bi Fc等技术,证实TRIM21与PRMT5在U2 OS细胞存在相互作用,且TRIM21协同PRMT5调控TXNIP/p21表达;进而证实TRIM21通过与PRMT5相互作用,协同调控TXNIP/p21介导细胞衰老。简而言之,本研究从临床病理学及分子生物学入手,在多个层面阐明了PRMT5促进U2 OS细胞衰老的作用及机制,有望为OS的防治提供新的指导思路及研究基础。结论(1).PRMT5在人OS中高表达,且表达水平与疾病的恶性程度成正相关;(2).PRMT5参与DNA损伤及修复通路调控U2 OS细胞衰老;(3).TXNIP参与PRMT5对细胞衰老及p21表达的调控;(4).在U2 OS细胞中,TRIM21作为伴侣蛋白协同PRMT5调控TXNIP/p21轴进而参与细胞衰老。