circRNAs在成骨细胞分化中的调控作用
发布时间：2021-08-25 00:37
环状RNAs（circular RNAs,circRNAs）是一类新型内源性非编码RNAs,在调节生长发育、疾病发展等方面具有重要的生物学功能。新近研究证实,circRNAs参与调控牙周膜干细胞和骨髓干细胞等的成骨细胞分化。该文就当前circRNAs在成骨细胞分化中的最新研究进展作一综述,以帮助开发骨科疾病新疗法。
【文章来源】：中国细胞生物学学报. 2020,42(02)CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
circRNAs的生成、分类及主要功能(根据参考文献[12]修改)
成骨细胞分化受到一系列激素、细胞因子和转录因子的严格调控。其中一种重要的细胞因子—BMP2(bone morphogenetic protein 2)被证实在胚胎发生、细胞生长和分化、骨发育和骨折修复等多种生命过程中发挥重要作用[31-33]。如BMP2通过活化小鼠胚胎成骨细胞前体细胞(mouse embryo osteoblast precursor cells, MC3T3-E1)中p38/Smad5信号通路和调节成骨基因的转录来调节成骨活性[21]。BMP2通过β-catenin积累和GSK-3β表达抑制刺激Wnt信号通路, 增强2型糖尿病大鼠骨髓间充质干细胞的骨再生[34]。最近, QIAN等[35]通过RNA-seq对BMP2诱导的MC3T3-E1成骨分化阶段circRNAs的表达发现, 相较对照组, BMP2组中158个circRNAs差异表达, 74个上调表达, 84个下调表达。BMP2组circRNAs-5846、circRNAs-19142和circRNAs-10042显著高表达, 其中circRNAs-5846和circRNAs-19142分别可吸附51和21个miRNAs, 共同靶向miR-7067-5p, 而Go和Pathway通路分析显示, miR-7067-5p的靶标mRNAs基因显著参与FGF(fibroblast growth factor)、EGF(epidermal growth factor)、PDGF(platelet-derived growth factor)和Wnt信号通路以及细胞生长和分化(图2)。这表明, circRNAs-19142和circRNAs-5846不仅与发育过程正调控的生物学过程密切相关, 而且与参与细胞生长和分化的FGF、EGF、PDGF和Wnt信号通路也密切相关, 提示BMP2可能通过circRNAs-19142或circRNAs-5846靶向的miR-mRNA诱导成骨分化。PENG等[36]通过RNA-seq发现, 在BMP2处理组上颌窦膜干细胞(maxillary sinus membrane stem cells, MSMSCs)中50个circRNAs异常表达, 32个上调, 18个下调。其中circRNAs-33287显著表达上调, 随后荧光素酶实验证实, circRNAs-33287能直接吸附结合miR-214-3p。进一步实验证实, 在MSMSCs成骨分化中, circRNAs-33287的缺失显著降低了成骨标志物RUNX3(runt-related transcription factor 3)、OSX(osterix)和碱性磷酸酶的表达, 相反circRNAs-33287的高表达促进了MSMSCs的成骨分化。此外, 研究证实, miR-214-3p可以靶向RUNX3, 抑制MSMSCs的成骨分化, RUNX3的过表达则可部分逆转这种抑制。当MSMSCs被移植到生物松质骨小颗粒支持物 Bio-OSS时, circRNAs-33287的高表达显著增强了新骨的形成。这证实, circRNAs-33287能抑制miR-214-3p分子的活性, 并通过激活靶基因RUNX3促进的MSMSCs的成骨分化和骨形成, 提示BMP2可能通过刺激circRNAs-33287的产生, 抑制miR-214-3p的活性并促进RUNX3的表达来诱导成骨细胞分化(图2), 提示circRNAs可能是一种新的生物标记物或治疗靶点, 用于调节成骨细胞分化和骨形成。
本文编号：3361033
【文章来源】：中国细胞生物学学报. 2020,42(02)CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
circRNAs的生成、分类及主要功能(根据参考文献[12]修改)
成骨细胞分化受到一系列激素、细胞因子和转录因子的严格调控。其中一种重要的细胞因子—BMP2(bone morphogenetic protein 2)被证实在胚胎发生、细胞生长和分化、骨发育和骨折修复等多种生命过程中发挥重要作用[31-33]。如BMP2通过活化小鼠胚胎成骨细胞前体细胞(mouse embryo osteoblast precursor cells, MC3T3-E1)中p38/Smad5信号通路和调节成骨基因的转录来调节成骨活性[21]。BMP2通过β-catenin积累和GSK-3β表达抑制刺激Wnt信号通路, 增强2型糖尿病大鼠骨髓间充质干细胞的骨再生[34]。最近, QIAN等[35]通过RNA-seq对BMP2诱导的MC3T3-E1成骨分化阶段circRNAs的表达发现, 相较对照组, BMP2组中158个circRNAs差异表达, 74个上调表达, 84个下调表达。BMP2组circRNAs-5846、circRNAs-19142和circRNAs-10042显著高表达, 其中circRNAs-5846和circRNAs-19142分别可吸附51和21个miRNAs, 共同靶向miR-7067-5p, 而Go和Pathway通路分析显示, miR-7067-5p的靶标mRNAs基因显著参与FGF(fibroblast growth factor)、EGF(epidermal growth factor)、PDGF(platelet-derived growth factor)和Wnt信号通路以及细胞生长和分化(图2)。这表明, circRNAs-19142和circRNAs-5846不仅与发育过程正调控的生物学过程密切相关, 而且与参与细胞生长和分化的FGF、EGF、PDGF和Wnt信号通路也密切相关, 提示BMP2可能通过circRNAs-19142或circRNAs-5846靶向的miR-mRNA诱导成骨分化。PENG等[36]通过RNA-seq发现, 在BMP2处理组上颌窦膜干细胞(maxillary sinus membrane stem cells, MSMSCs)中50个circRNAs异常表达, 32个上调, 18个下调。其中circRNAs-33287显著表达上调, 随后荧光素酶实验证实, circRNAs-33287能直接吸附结合miR-214-3p。进一步实验证实, 在MSMSCs成骨分化中, circRNAs-33287的缺失显著降低了成骨标志物RUNX3(runt-related transcription factor 3)、OSX(osterix)和碱性磷酸酶的表达, 相反circRNAs-33287的高表达促进了MSMSCs的成骨分化。此外, 研究证实, miR-214-3p可以靶向RUNX3, 抑制MSMSCs的成骨分化, RUNX3的过表达则可部分逆转这种抑制。当MSMSCs被移植到生物松质骨小颗粒支持物 Bio-OSS时, circRNAs-33287的高表达显著增强了新骨的形成。这证实, circRNAs-33287能抑制miR-214-3p分子的活性, 并通过激活靶基因RUNX3促进的MSMSCs的成骨分化和骨形成, 提示BMP2可能通过刺激circRNAs-33287的产生, 抑制miR-214-3p的活性并促进RUNX3的表达来诱导成骨细胞分化(图2), 提示circRNAs可能是一种新的生物标记物或治疗靶点, 用于调节成骨细胞分化和骨形成。
本文编号：3361033
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