靶向骨髓微环境治疗骨质疏松症的实验研究

Gene silencing of peroxisome proliferators-activated receptor-γ (PPAR-γ ) gene with RNA interference (RNAi) technique will provide a new method for the gene therapy of osteoporosis (OP) by regulating the lipid metabolism balance in the bone marrow micro-environment. The critical challenge is to deliver the target gene to the bone marrow micro-environment after intravenous injection. To develop a bone targeting nano-carrier for RNAi of PPAR-γ gene, generation 5 polyamidoamine (PAMAM) dendrimers will be modified by conjugation of poly (ethylene glycol) (PEG) and ALN, a bisphosphonate that exhibits a high affinity for the bone mineral hydroxyapatite (HA), in different ratios to obtain PAMAM-PEG-ALN.In this study, we will investigate inhibition of PPAR expression in rat by PAMAM-PEG-ALN mediated plasmid containing PPAR-shRNA to achieve bone-targeted silence of PPAR-γ gene in bone marrow micro-environment, which will provide a new strategy for the bone targeting gene therapy of OP.

前期研究表明，靶向沉默PPARγ 基因后，大鼠BMSC 的成脂分化潜能减弱，而成骨分化潜能增强；骨髓腔内注射慢病毒PPARγ -RNAi 载体系统后，可实现靶基因在骨髓腔内可调控性表达，但如何由循环系统给药，实现骨组织特异性靶向基因治疗成为进一步开展体内研究的瓶颈。 本项目旨在前期工作的基础上，对树枝状PAMAM 纳米载体进行骨靶向修饰，构建骨靶向性基因导入系统，对骨髓微环境的关键基因PPAR 实现特异性靶向沉默。本课题分别在体外(细胞培养)和体内(大鼠OP 模型)研究新型纳米载体系统的骨靶向性，以及沉默PPAR 基因所达到的抗骨质疏松症作用，为骨质疏松症的靶向基因治疗提供一种新的方法和策略，开发基于骨靶向基因治疗的新型纳米载体系统。

前期研究表明，靶向沉默 PPARγ 基因后，大鼠 BMSC 的成脂分化潜能减弱，而成骨分化潜能增强；骨髓腔内注射慢病毒 PPARγ -RNAi 载体系统后，可实现靶基因在骨髓腔内可调控性表达，但如何由循环系统给药，实现骨组织特异性靶向基因治疗成为进一步开展体内研究的瓶颈。.本课题在前期工作的基础上，对树枝状 PAMAM 纳米载体进行骨靶向修饰，构建了骨靶向性基因导入系统，对骨髓微环境的关键基因 PPAR 实现特异性靶向沉默。本课题分别在体外(细胞培养)和体内(大鼠 OP 模型)证实新型纳米载体系统的骨靶向性，以及沉默 PPAR 基因所达到的抗骨质疏松症作用，为骨质疏松症的靶向基因治疗提供一种新的方法和策略，开发基于骨靶向基因治疗的新型纳米载体系统。除此之外，体外细胞实验中还发现LncRNA BDNF-AS通过抑制BDNF、OPN、RUNX2基因，在BMSC成骨分化中起负调节作用，为骨质疏松症的基因治疗提供新的靶点。