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为探究 miR-374-5p 对大鼠成骨细胞成骨的影响,研究发现其抑制成骨,为骨病治疗提供新思路。
在人体的骨骼系统中,骨组织的健康如同大厦的基石,支撑着身体的正常运转。然而,慢性牙周炎这一常见的口腔疾病,却像一个隐藏的 “破坏者”,悄无声息地侵蚀着牙槽骨,打破了骨生成(osteogenesis)和骨吸收之间微妙的平衡,给口腔骨修复带来了巨大挑战。在传统的治疗手段效果有限的情况下,寻找更高效的治疗方法迫在眉睫。近年来,基因治疗作为一种新兴的治疗策略,逐渐进入人们的视野,它有望通过调节骨代谢相关基因的表达,促进骨愈合,为口腔及骨科相关疾病的治疗带来新的曙光。
在这样的背景下,南昌大学江西医学院口腔医学院、江西省口腔疾病重点实验室以及江西省口腔疾病临床研究中心的研究人员展开了深入探索。他们将目光聚焦于微小核糖核酸(MicroRNA,miRNA)这一在基因表达调控中发挥重要作用的非编码 RNA 分子,致力于揭示其在骨组织稳态维持中的奥秘。研究成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》杂志上,为骨相关疾病的治疗提供了全新的视角和潜在的治疗靶点。
研究人员为了开展此项研究,运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,对大鼠原代成骨细胞进行培养和处理,并通过慢病毒感染构建稳定表达细胞系。利用蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测蛋白表达水平,实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR )分析 mRNA 表达情况。通过双荧光素酶报告基因实验验证 miR-374-5p 与靶基因的直接靶向关系,同时借助碱性磷酸酶(ALP)染色和茜素红染色评估成骨细胞的分化和矿化能力。
在研究结果方面,主要有以下几方面发现:
miR-374-5p 对 PTEN 表达的调控 :研究人员通过转染 miR-374-5p 模拟物和抑制剂,发现 miR-374-5p 能够显著下调靶基因 PTEN 的蛋白和 mRNA 水平,双荧光素酶实验进一步证实了 PTEN 是 miR-374-5p 的直接靶点。这表明 miR-374-5p 与 PTEN 之间存在着密切的调控关系1 2 。
miR-374-5p 对成骨细胞分化标志物的影响 :qRT-PCR 和 Western blot 分析显示,miR-374-5p 模拟物转染组中,成骨细胞标志物 Runx2、OSX 和 OCN 的表达显著降低,而抑制剂转染组则呈现相反趋势。这说明 miR-374-5p 对成骨细胞的分化具有重要的调节作用,可能抑制成骨细胞的分化2 。
miR-374-5p 对体外成骨的抑制作用 :构建过表达 miR-374-5p 的慢病毒载体并感染大鼠成骨细胞,结果显示,与对照组相比,过表达组的钙结节形成减少,ALP 活性降低。这进一步证实了 miR-374-5p 在体外能够抑制成骨细胞的分化和骨基质的沉积与矿化3 4 。
miR-374-5p 与 PI3K/AKT 通路的相互作用 :Western blot 分析表明,miR-374-5p 模拟物转染可显著增强 AKT 磷酸化水平,而抑制剂则降低其表达。通过共转染 miR-374-5p 模拟物和 PI3K/AKT 通路抑制剂 LY294002 进行拯救实验,发现抑制剂能够逆转 miR-374-5p 对成骨细胞分化的抑制作用。这揭示了 miR-374-5p 通过激活 PTEN/PI3K/AKT 通路抑制成骨细胞分化的潜在机制5 6 。
综合研究结论和讨论部分,此次研究首次揭示了 miR-374-5p 在大鼠成骨细胞成骨过程中的关键作用机制。miR-374-5p 通过直接靶向 PTEN,激活 PI3K/AKT 信号通路,抑制成骨细胞的分化和骨基质的矿化,进而影响骨组织的稳态维持。这一发现不仅填补了 miR-374-5p 在骨组织形成领域的研究空白,还为骨相关疾病的治疗提供了新的潜在靶点和治疗策略。随着人口老龄化的加剧以及骨相关疾病发病率的上升,这一研究成果对于开发基于 miR-374-5p 和 PTEN 的新型治疗方法具有重要的理论意义和临床应用价值,为骨组织治疗和维护开辟了新的方向,有望为众多受骨病困扰的患者带来新的希望。
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