当前位置:主页 > 医学论文 > 西医药论文 >

破骨细胞分化过程中microRNA表达谱及miR-148a的功能机制研究

发布时间:2018-04-30 17:57

  本文选题:CD14+单核细胞 + 破骨细胞 ; 参考:《中南大学》2011年博士论文


【摘要】:第一部分人外周血单核细胞向破骨细胞分化过程中microRNA表达谱的研究 目的:诱导人外周血单核细胞向破骨细胞分化,研究在人外周血单核细胞向破骨细胞分化过程中microRNA表达谱的变化。 方法:采用密度梯度离心法从外周血分离单个核细胞贴壁培养,用免疫磁珠法分选出高纯度的CD14+外周血单核细胞(Peripheral Blood Mononuclear Cells, PBMCs);使用重组人巨噬细胞集落刺激因子(recombinant human-macrophage colony stimulating factor, rh-MCSF)和人核因子κB受体活化素配体(human receptor activator of nuclear factor-κB ligand, hRANKL)诱导CD14+PBMCs向破骨细胞分化,抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase, TRAP)染色和骨吸收陷窝实验观察破骨细胞的分化成熟情况。建立成熟的诱导人外周血单核细胞向破骨细胞分化的细胞模型。应用miRNA微阵列技术,分析人外周血单核细胞向破骨细胞分化过程中miRNA表达谱的变化。通过qRT-PCR方法验证表达明显变化的miRNA在CD 14+PBMCs向破骨细胞分化过程中的表达情况。选取表达显著增高的miR-148a作为进一步的研究对象。 结果:(1)采用密度梯度离心法成功从人外周血中分离出单核细胞,并利用MACS磁珠分选系统分选出高纯度的CD14+PBMCs; (2)rh-MCSF和hRANKL诱导C14+PBMCs培养至14天后,可见TRAP染色阳性的多核巨细胞形成,甲苯胺蓝染色可见骨吸收陷窝形成;(3)用miRNA microarray芯片检测CD14+PBMCs向破骨细胞分化过程中miRNA表达谱变化,发现差异表达的miRNA有27个,表达明显上调的有5个,分别是:hsa-miR-148a, hsa-miR-483, hsa-miR-223, hsa-miR-21, hsa-miR-214;表达明显下调的有4个,分别是:hsa-miR-155, hsa-miR-125a, hsa-miR-27b, hsa-miR-145以hsa-miR-148a表达上调最为明显。(4)对明显差异表达的miRNA进一步行实时定量RT-PCR验证,发现定量PCR结果与芯片结果一致,表明miRNA芯片结果是可靠的。 结论:建立了成熟的诱导人CD 14+PBMCs向破骨细胞分化的细胞模型。应用microRNA芯片发现CD 14+PBMCs向破骨细胞分化过程中,hsa-miR-148a, hsa-miR-483, hsa-miR-223, hsa-miR-21, hsa-miR-214表达明显上调,而hsa-miR-155, hsa-miR-125a, hsa-miR-27b, hsa-miR-145表达明显下调。以hsa-miR-148a表达上调最为显著。 第二部分miR-148a对破骨细胞分化的功能研究 目的:研究hsa-miR-148a在CD14+PBMCs向破骨细胞分化过程中的作用。 方法:用rh-MCSF和hRANKL诱导CD14+PBMCs向破骨细胞分化,Northern印迹杂交检测hsa-miR-148a在此过程中的表达模式。根据hsa-miR-148a前体序列设计引物,用pSilencer 4.1-CMV puro合成hsa-miR-148a表达载体pre-miR-148a。将pre-miR-148a转染PBMCs,构建pre-miR-148a过表达细胞模型,转染后加入rh-MCSF和hRANKL诱导分化, Northern杂交检测hsa-miR-148a表达变化,TRAP染色及骨吸收陷窝观察破骨细胞分化情况,实时定量PCR检测破骨细胞分化指标TRAP、NFATc 1 (nuclear factor of activated T cells c1,活化T细胞核因子c1)、OSCAR (osteoclast-associated receptor,破骨细胞相关受体)、CathK (Cathepsin K,组织激酶K) mRNA水平,Western印迹杂交检测TRAP蛋白表达水平。用2'-O-methyl修饰的反义寡核苷酸anti-miR-148a转染PBMCs,构建pre-miR-148a表达降低细胞模型,同样行TRAP染色及骨吸收陷窝实验,实时定量PCR检测TRAP、NFATc1、OSCAR、CathK mRNA水平,Western印迹杂交检测TRAP蛋白表达水平。 结果:(1)rh-MCSF和hRANKL诱导CD14+PBMCs向破骨细胞分化过程中,随着诱导时间的延长,hsa-miR-148a表达逐渐增多。(2)用pSilencer 4.1-CMV puro成功构建hsa-miR-148a表达载体pre-miR-148a,能在细胞中高表达hsa-miR-148a。(3) hsa-miR-148a过表达能促进TRAP阳性多核巨细胞形成和骨吸收陷窝形成,提高破骨细胞分化指标TRAP、NFATc1、OSCAR、CathK mRNA水平,提高TRAP蛋白表达水平。(4)抑制hsa-miR-148a能抑制TRAP阳性多核巨细胞形成和骨吸收陷窝形成,降低TRAP、NFATc1、OSCAR、CathK mRNA水平,降低TRAP蛋白表达水平。 结论:构建了hsa-miR-148a表达载体,过表达hsa-miR-148a可以促进CD14+PBMCs向破骨细胞分化,而抑制hsa-miR-148a则延缓CD14+PBMCs向破骨细胞分化。 第三部分hsa-miR-148a调控破骨细胞分化的机制研究 目的:预测并验证hsa-miR-148a作用的靶基因,阐明hsa-miR-148a调控CD14+PBMCs向破骨细胞分化的作用机制。 方法:用TargetScan和PicTar等靶基因预测软件分析得到hsa-miR-148a作用的靶基因。将含有hsa-miR-148a结合位点的靶基因MAFB (V-maf musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene homolog B, V-maf肌腱膜纤维肉瘤癌基因同源物B)3'UTR片段克隆到pGL3载体的3'UTR区,构建野生型报告载体WT-pGL3-MAFB-3'UTR。同时我们用QuickChange site-directed mutagenesis试剂盒构建了含有突变靶位点的突变型报告载体MUT-pGL3-MAFB-3'UTR。将这两个载体分别与pre-miR-148a或miR-C共同转染PBMCs,检测荧光素酶活性变化以证实该靶基因是否为hsa-miR-148a作用的靶基因。PBMCs单独转染pre-miR-148a, Western杂交和实时定量PCR分别检测靶基因MAFB蛋白和mRNA水平的变化,明确hsa-miR-148a对靶基因的调控作用。PCR扩增MAFB CDS全长片段,连接到pcDNA3.1(+)载体构建野生型靶基因表达载体,同时构建了含有突变靶位点的突变型靶基因表达载体。将这两个载体分别与pre-miR-148a或miR-C共同转染PBMCs,实时定量PCR检测TRAP mRNA水平,靶基因蛋白表达用Western杂交检测。 结果:(1)TargetScan和PicTar等靶基因预测软件预测MAFB为hsa-miR-148a作用的靶基因。(2)与转染miR-C对照组相比,pre-miR-148a和WT-pGL3-MAFB-3'UTR共转染组的荧光素酶活性受到明显的抑制,而pre-miR-148a和MUT-pGL3-MAFB-3'UTR共转染组的荧光素酶活性则无明显变化。(3)单独转染pre-miR-148a可以降低MAFB蛋白水平,而对MAFBmRNA水平无影响。(4)pre-miR-148a与WT-pcDNA3.1-MAFB共同转染能增加TRAP mRNA水平,降低MAFB蛋白表达水平;而pre-miR-148a与MUT-pcDNA3.1-MAFB共同转染不能增加TRAP mRNA水平,对MAFB蛋白水平没有影响。因此,我们认为hsa-miR-148a主要通过抑制MAFB蛋白表达来促进破骨细胞分化。 结论:(1)构建了野生型和突变型MAFB 3'UTR荧光素酶报告基因载体、野生型和突变型MAFB表达载体。(2)通过靶基因预测软件预测并经荧光素酶报告基因检测证实MAFB为hsa-miR-148a作用的靶基因。(3)hsa-miR-148a在转录后水平抑制MAFB表达,促进破骨细胞分化。(4)MAFB是hsa-miR-148a调控破骨细胞分化过程中最重要的靶基因。
[Abstract]:Study on microRNA expression profile during the differentiation of peripheral blood mononuclear cells from the first part of human peripheral blood mononuclear cells


Objective : To induce differentiation of human peripheral blood mononuclear cells ( PBMC ) from peripheral blood mononuclear cells ( PBMC ) and to investigate the changes of microRNA expression profiles in human peripheral blood mononuclear cells ( PBMC ) .


Methods : Peripheral blood mononuclear cells ( PBMCs ) were isolated from peripheral blood by density gradient centrifugation , and high - purity CD14 + peripheral blood mononuclear cells ( PBMCs ) were separated by immunomagnetic beads . The expression of miRNA expression profiles in human peripheral blood mononuclear cells ( PBMC ) was analyzed by using miRNA microarray technology .


Results : ( 1 ) Monocyte was isolated from human peripheral blood by density gradient centrifugation , and high purity CD14 + PBMCs were separated by MACS magnetic bead sorting system .
( 3 ) The expression profiles of miRNA in CD14 + PBMCs were detected by miRNA microarray . There were 27 miRNA expression profiles , respectively : hsa - miR - 148a , hsa - miR - 483 , hsa - miR - 223 , hsa - miR - 21 , hsa - miR - 214 ; the expression of hsa - miR - 1 , hsa - miR - 27b , hsa - miR - 145 was up - regulated in hsa - miR - 148a .


Conclusion : The expression of hsa - miR - 148a , hsa - miR - 483 , hsa - miR - 223 , hsa - miR - 21 , hsa - miR - 214 was significantly up - regulated during the differentiation of CD 14 + PBMCs from CD 14 + PBMCs by microRNA chip , while hsa - miR - 155 , hsa - miR - 125a , hsa - miR - 27b and hsa - miR - 145 were downregulated .


The Functional Study of the Second Part of miR - 148a on Osteoclasts Differentiation


Objective : To study the role of hsa - miR - 148a in the differentiation process of CD14 + PBMCs .


Methods : The pre - miR - 148a expression vector pre - miR - 148a was transfected into PBMCs by using the antisense oligonucleotides of hsa - miR - 148a to construct pre - miR - 148a expression vector pre - miR - 148a .


Results : ( 1 ) The expression of hsa - miR - 148a increased gradually with the increase of induction time . ( 2 ) hsa - miR - 148a expression vector pre - miR - 148a was successfully constructed by ptimi4.1 - CMV puro .


Conclusion : hsa - miR - 148a expression vector was constructed . hsa - miR - 148a could be used to promote the differentiation of CD14 + PBMCs and inhibit hsa - miR - 148a .


Mechanism of Regulation of Osteoclasts Differentiation by the Third Part of hsa - miR - 148a


Objective : To predict and verify the target gene of hsa - miR - 148a , and to clarify the mechanism of hsa - miR - 148a regulation on the differentiation of CD14 + PBMCs to Osteoclasts .


Methods : The target gene of hsa - miR - 148a was obtained by target gene prediction software of TargetScan and PicTar . The target gene MAFB containing hsa - miR - 148a binding site was cloned into the 3 ' untranslated region of pGL3 vector . The expression vector of wild type reporter vector WT - pGL3 - MAFB - 3 ' was constructed .


Results : ( 1 ) The target gene predicted by TargetScan and PicTar and other target genes predicted MAFB as hsa - miR - 148a . ( 2 ) Compared with the transfected miR - C control group , the luciferase activity of the pre - miR - 148a and WT - pGL3 - MAFB - 3 ' untranslated group was significantly inhibited , whereas the pre - miR - 148a and WT - pcDNA3.1 - MAFB co - transfected group had no effect on the level of MAFB mRNA , and ( 4 ) pre - miR - 148a and WT - pcDNA3.1 - MAFB co - transfected the target gene , which can increase the TRAP mRNA level and reduce the expression level of MAFB protein ;
However , it was suggested that hsa - miR - 148a promoted the differentiation of Osteoclasts mainly by inhibiting the expression of MAFB protein .


Conclusion : ( 1 ) The expression vector of wild - type and mutant MAFB 3 ' utu luciferase reporter gene vector , wild type and mutant MAFB expression vector was constructed . ( 2 ) The target gene was predicted by the target gene prediction software and confirmed by luciferase reporter gene .

【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:R329

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 郭力嘉;常新;;巨噬细胞集落刺激因子对破骨细胞生物作用的研究进展[J];大连医科大学学报;2009年02期

2 张爱君;朱岱;;氟对骨细胞凋亡的影响[J];中国地方病防治杂志;2009年01期

3 苏佳灿,许硕贵;血小板衍生生长因子在骨重建中的作用及机制[J];国外医学(骨科学分册);2001年02期

4 张李明,李乐乐;成骨/基质细胞在破骨细胞分化中的作用[J];国外医学.生物医学工程分册;2005年02期

5 万中英;佟慧丽;李庆章;高学军;;中药王不留行增乳活性单体及催乳素对奶牛乳腺上皮细胞特异性miRNA的影响[J];中国畜牧兽医;2010年08期

6 王燕,尚可,李玉坤,陶夏莉;骨疏康对1型糖尿病大鼠体外培养的破骨细胞影响的初步探讨[J];中国骨肿瘤骨病;2004年02期

7 王燕,支忠继,李玉坤;RANKL,M-CSF和破骨细胞体外培养[J];中国骨肿瘤骨病;2004年02期

8 王峰;林松杉;林珠;;破骨细胞分化因子和破骨细胞发生抑制因子的研究进展[J];海军总医院学报;2006年04期

9 张金超;王鹏;孙静;刘翠莲;陈华;黄健;;从稀土对骨代谢的影响看稀土的药用及安全性[J];化学进展;2009年05期

10 郑翼,陈国平,周征,罗颂椒;机械压力对成骨样细胞增殖活性及功能状态的影响[J];华西口腔医学杂志;2002年01期

相关会议论文 前2条

1 顾建红;王世涛;刘学忠;卞建春;袁燕;熊桂林;刘宗平;;1α,25-(OH)2D3通过成骨细胞M-CSF途径影响破骨细胞增殖与分化[A];中国畜牧兽医学会家畜内科学分会第七届代表大会暨学术研讨会论文集(上册)[C];2011年

2 张忠民;陈建庭;金大地;武大林;陈祥捚;;血小板衍生生长因子-AA对破骨细胞功能的影响[A];全国老年骨质疏松专题学术研讨会论文汇编[C];2000年

相关博士学位论文 前10条

1 孙启荻;FGFR3调节小鼠骨形成的机制研究及ACH病人突变分析[D];第三军医大学;2011年

2 侯乐乐;鸡骨保护素真核质粒pcDNA3.1(+)-chOPG的构建及其在蛋鸡体内、外表达及功能的研究[D];南京农业大学;2011年

3 王艳;鸡核因子-κB受体激活物配基(chRANKL)基因的克隆、表达及生物学活性研究[D];南京农业大学;2008年

4 张巧艳;中药蛇床子的植物资源、种内变异和抗骨质疏松研究[D];第二军医大学;2001年

5 王运林;17β-雌二醇对人成骨样细胞和破骨样细胞作用机制的研究[D];中南大学;2003年

6 刘继中;人骨保护素的表达及生物活性研究[D];中国人民解放军第四军医大学;2003年

7 陶惠人;RANKL,PTHrP及P38 MAP Kinase在破骨细胞生成和骨吸收中的作用[D];中国人民解放军第四军医大学;2003年

8 迟志永;重组人类骨保护蛋白毕赤酵母分泌性表达株的构建及系列研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2004年

9 董世武;Cbfa1基因修饰间充质干细胞治疗骨缺损的实验研究[D];第三军医大学;2004年

10 王朝元;磷酸钙生物陶瓷对成骨细胞骨相关基因表达影响的体外实验研究[D];四川大学;2003年

相关硕士学位论文 前10条

1 王刚;Bmi-1缺失导致小鼠牙和下颌骨发育障碍[D];南京医科大学;2010年

2 刘水涛;体外冲击波对成骨细胞与破骨细胞共培养系中破骨细胞形成及活性影响的研究[D];河北医科大学;2011年

3 张睿;M-CSF RANKL 1,25-(OH)_2D_3对破骨细胞形成分化影响的比较研究[D];河北医科大学;2011年

4 刘钊;孕激素及雌激素对乳腺癌细胞RANKL及其受体介导的骨转移的调节作用[D];南京医科大学;2011年

5 王信;诱导小鼠破骨前体细胞成熟分化的实验条件探讨[D];重庆医科大学;2011年

6 廖通权;CD147/EMMPRIN对体外破骨细胞分化成熟及活化影响的实验研究[D];第三军医大学;2011年

7 尚临娟;乳牙牙周膜干细胞在乳牙生理性根吸收中的作用研究[D];第四军医大学;2011年

8 李亚平;外源性金属离子对原代培养的成骨细胞增殖、分化及矿化功能的影响[D];河北大学;2011年

9 白玉娣;犬乳恒牙替换期骨保护素配体和核因子κB受体活化剂表达的研究[D];中国人民解放军第四军医大学;2003年

10 杜松;密骨颗粒对肾虚骨质疏松大鼠及成骨细胞IGF-ⅠmRNA基因表达影响的实验研究[D];辽宁中医学院;2003年



本文编号:1825586

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/xiyixuelunwen/1825586.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户b3685***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com