miR-98/PDGF-BB/Sp7反馈调控环路在骨质疏松症发病机制中的作用研究

Osteoposis severly endangers human health. Bone formation mechanism has been promoted to be “angiogenesis –osteoblast(OB)-osteoclast(OC) triarchic theory. Vasculopathy can directly lead to abnormal function of osteoblast and osteoclast. PDGF-BB coupled vessel formation and bone formation by inducing vascular endothelial cell generation and promoting cell differentiation. PDGF-BB could be secreted in OB induced by TGF-β and bFGF. miR-98 was expressed during OB differentiation. Bioinformatic computing was used to predict PDGF-BB was the target gene of miR-98 and the promoter region of miR-98 harbors Sp7 combined sites. Overexpressed, inhibited experiments, Luciferase reporter gene, CHIP, EMSA expremients verified our scientific hypothesis. OVX mice experiment further verified the miR-98/PDGF-BB/Sp7 function loop in bone formation. Bone μCT, biochemical markers of bone metabolism and vessel volume measurement experiments reveal the mechanism of the function loop in animal. Our research will provide a new idea of osteoposis treatment.

骨质疏松症严重危害人类健康。骨形成机制已上升为“血管生成-成骨细胞-破骨细胞”的三元调控理论。血管病变可直接导致成骨细胞和破骨细胞功能的异常.PDGF-BB通过诱导血管内皮细胞形成和促进细胞分化，偶联血管生成和骨形成。成骨细胞可在TGF-β和bFGF诱导下表达PDGF-BB。miR-98表达于成骨细胞。生物信息学预测PDGF-BB为miR-98的靶基因。另外，miR-98的启动子区有转录因子Sp7的结合位点.过表达miR-98抑制成骨细胞矿化，荧光素酶报告基因实验、过表达、抑制实验验证PDGF-BB为miR-98的靶基因，EMSA、CHIP、过表达实验等验证Sp7作为转录因子调节miR-98的表达。OVX小鼠实验进一步验证miR-98/PDGF-BB/Sp7调控环路的存在，骨微CT、骨代谢指标以及血管体积的测定验证miR-98通过PDGF-BB影响微血管生成以及成骨细胞分化来调控骨代谢。

骨质疏松症已成为危害人类健康的重大疾病。骨形成与骨破坏的动态平衡维持了骨量的相对稳定。且为骨代谢提供微环境的血管生成因素以及众多参与调控的细胞因子、激素、生长因子、microRNA等之间具有协同、促进、抑制等复杂的相互关系，其间的网络机制尚未完全阐明。因此研究这些调控因子的作用及相互关系对于防治骨代谢疾病具有重要意义。本研究依据“血管生成-成骨细胞-破骨细胞”的三元调控理论，阐明以骨生成相关的血管生成为中心的调控网络。研究发现PDGF-BB可通过诱导血管内皮细胞形成和促进细胞分化偶联血管生成和骨形成，而细胞因子FIAT可通过ATF4抑制骨形成活性。本研究建立在抗坏血酸以及β-GP诱导下成熟分化的OBs细胞模型，在其分化过程中同时检测到PDGF-BB、FIAT和miR-98的表达，并检测其在分化过程中的表达水平及变化趋势。通过生物信息学计算预测PDGF-BB、FIAT为miR-98的靶基因，且miR-98的启动子区存在转录因子Sp7的结合位点。目前，本研究通过荧光素酶报告基因实验、过表达、抑制实验等验证了PDGF-BB、FIAT为miR-98的调控靶基因，过表达miR-98可通过抑制FIAT表达而促进成骨细胞矿化。另外，EMSA、CHIP、过表达实验等验证Sp7作为转录因子调节miR-98的表达。OVX小鼠实验进一步验证miR-98-PDGF-BB/FIAT-Sp7调控环路的存在，骨微CT、骨代谢指标以及血管体积的测定验证miR-98通过PDGF-BB、FIAT影响成骨细胞分化来调控骨代谢.本研究成果为骨质疏松症的分子生物学治疗提供新的靶点。