马BMSCs成软骨细胞诱导分化过程中关键lncRNA与mRNA的筛选与互作

发布时间：2020-07-20 19:50

【摘要】：骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)是一类存在于骨髓基质内的多能干细胞。BMSCs因易分离且含量丰富,已成为组织工程和再生医学领域比较理想的种子细胞。马在运动竞技过程中常发生软骨或骨损伤,采用BMSCs对其软骨和骨修复的细胞治疗已应用于临床多年,但对BMSCs在体内、体外向软骨细胞分化的调控机制尚不清晰。长非编码RNA(lncRNA)是长度200nt的非蛋白质编码转录物,可在多种细胞生物学过程中发挥重要的调节作用。研究证实,lncRNA可通过调节其靶基因进而影响软骨细胞分化和功能的发挥,但其详细调控机制的研究鲜有报道。鉴于此,本研究通过转录组测序技术,筛选马BMSCs向软骨细胞诱导分化过程中差异表达的lncRNA及其作用的靶基因,并初步建立参与软骨形成相关的lncRNA与其靶基因之间的调控网络,揭示调节BMSCs向软骨细胞分化的分子调控机制。主要研究结果如下:1.体外建立了马BMSCs细胞系,检测BMSCs表达了干细胞标记因子Sox2及间充质干细胞表面标志因子CD44、CD90、CD105和整合素CD29。2.对分离纯化的BMSCs进行成软骨细胞的诱导分化,经14 d、21 d诱导培养后BMSCs成功分化为软骨细胞。分化细胞呈现了软骨细胞特有的形态,并表达了软骨细胞特异标记基因aggrecan、collagenⅡ和9。3.对BMSCs和由其分化而来的软骨细胞分别进行高通量转录组测序,所获数据经生物信息学相关软件分析,共鉴定出3592个lncRNA;BMSCs与分化软骨细胞之间差异表达lncRNA365个。筛选出多个参与调控马软骨细胞发育的潜在候选因子,如 lnc-cpm、lnc-traf3、lnc-22173、lnc-acvr2a、lnc-pde4d,其互作的靶基因分别为:MDM2、TRAF3、USP25、ACVR2A、PDE4d。经荧光定量 PCR 检测,BMSCs 和分化软骨细胞中这些差异lncRNA和mRNA的表达趋势与测序结果一致。4.经GO和KEGG分析,构建了差异表达的lncRNA与mRNA互作调控网络,发现这些靶标mRNA主要富集于Wnt信号通路、p53信号通路MAPK及NF-kb信号通路中,这些基因通过控制软骨细胞增殖、分化、凋亡,阻止破骨细胞生成,进而维持软骨细胞发育。其中Wnt信号通路的Wnt5a、Wntll、plcdl基因,MAPK信号通路的 MAPK20、MAP2K、MAPK7/8,P53 通路的 MDM2、Bcl-2、WAF1、SIRT1、NRF2基因及其lncRNA与软骨细胞的分化密切相关。以上研究结果为后续进一步揭示软骨细胞分化过程中lncRNAs与靶基因的互作机制奠定了必要的前期基础,为BMSCs用于软骨修复的细胞治疗提供了科学依据。
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q25
【图文】：

图１邋ＩｎｃＲＮＡ作用机制逡逑Ｆｉｇ．邋１邋ＩｎｃＲＮ八邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ邋ｏｆ邋ａｃｔｉｏｎ逡逑注：Ｉ：作为信号分子，ＩｎｃＲＮＡ指导基因在空间和时间的表达

图２邋ＢＭＳＣｓ细胞表面标志物和干细胞转录因子的鉴定逡逑

图３邋ＢＭＳＣｓ成软骨诱导（１００邋Ｘ）逡逑Ｆｉｇ．３邋ＢＭＳＣｓ邋ｉｎｄｕｃｅｄ邋ｃａｒｔｉｌａｇｅ邋ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ邋（１００Ｘ）逡逑注：Ａ图为对照组细胞；Ｂ图为诱导培养７ｄ邋；邋Ｃ图为诱导培养１２ｄ邋；邋Ｄ图为诱导培养１７ｄ

【参考文献】

相关博士学位论文 前1条

1 王伟;线粒体肌病非编码RNA表达谱研究及潜在分子标志物筛选[D];山东大学;2017年

本文编号：2763870