miR-129-5p在椎间盘退变中的作用及其表观遗传调控研究

We found the miRNAs expression profiles in human degenerative nucleus pulposus (NP) using miRNA microarray, amongst which miR-155 modulates Fas-mediated apoptosis in human intervertebral disc degeneration (IDD) by targeting FADD and CASP3. The findings implicate a novel molecular mechanism for IDD (J Pathol 2011,225:332-42). Furthermore, the biological effects of miR-129-5p in the expression profiles remain unreported. COL1A1 (Gene of collagenⅠ) and ITGA1 (Gene of integrin) were predicted as putative targets of miR-129-5p by bioinformatics methods. The molecular mechanisms of the increase of collagen Ⅰin NP remain enigmatic. Moreover, it has been noted that integrin acts as the receptor of collagenⅠupon human NP cells. On the basis of the aforementioned findings, the expression and distribution of miR-129-5p, collagen Ⅰand integrin in NP, as well as their functions during IDD will be identified. The targeting regulation of COL1A1 and ITGA1 by miR-129-5p will be validated, and the epigenetic regulation mechanisms of miR-129-5p will be investigated in the present study, with the hope of elucidating the detailed mechanisms of extracellular matrix alterations during IDD and providing novel therapeutic targets for the treatment of IDD.

我们通过miRNA芯片分析确定了人退变椎间盘髓核中miRNA的表达谱，发现miR-155在人椎间盘退变中通过与靶基因FADD和CASP3的作用而调控髓核细胞中Fas介导的凋亡，揭示了椎间盘退变新的分子机制（J Pathol 2011,225:332-42）。表达谱中miR-129-5p的功效未见报道。生物信息法预测COL1A1（Ⅰ型胶原基因）和ITGA1（整合素基因）为miR-129-5p的潜在靶基因。椎间盘退变时髓核中Ⅰ型胶原增多的分子机制尚不明确，整合素为I型胶原于髓核细胞上的受体。本课题拟基于前期研究，明确miR-129-5p、Ⅰ型胶原及整合素在椎间盘髓核细胞中的表达、分布及在椎间盘退变中的作用，确定miR-129-5p对COL1A1和ITGA1的靶向调控作用，探究miR-129-5p表观遗传学调控机制，以期阐明椎间盘退变中细胞外基质改变的分子机制，并可能为治疗椎间盘退变提供新靶点。

诸多依据表明：椎间盘退变为腰痛之主要因素，而椎间盘退变之病因，尚不明确；国际高通量芯片之发展，极大丰富了研究者之工具，拓展了研究领域。基于课题组在国内外率先于人椎间盘退变中探索miRNA——miR-155之基础（J Pathol 2011,225:332-42），本项目结合LncRNA array，表观遗传调控，编码-非编码RNA之相互调控与作用，RNA-seq，精准医学之全外显子测序等国际前沿技术，实时调整、补充研究内容，在国内外率先明确了人椎间盘退变中LncRNA、circRNA之表达谱，并对miRNA、LncRNA、circRNA三种非编码RNA，与编码RNA-mRNA进行了整合深度分析，揭示了非编码RNA转录、人体不同染色体分布、非编码RNA与编码RNA之结合度规则，发表于Arthritis Res Ther和Oncotarget等杂志上；建立了包括447份椎间盘退变患者、302份正常人外周血DNA库，并发现了椎间盘退变新的易感基因，研究发现处于整理分析中；组织椎间盘退变国际领域——美、英、瑞、加等国专家，为Curr Stem Cell Res T杂志组织热点专刊，并撰写述评，推动了国际椎间盘退变之研究；创建人椎间盘髓核细胞和免疫细胞相互作用的体外模型构建方法，并获得国家发明专利，相关专利合计15项，另有1项国家发明专利顺利通过国际发明专利联盟PCT检验；研发用于椎间盘退变研究之椎间盘退变组织分级软件，并获得国家计算机软件著作权3项；基于人椎间盘髓核细胞的深入研究，发表SCI论文32篇，包括Oncotarget、J Orthop Res、Spine、Spine J、Lab Investigation等国际知名杂志；参编了由美国拉什大学、弗吉尼亚大学国际著名骨科专家主编的国际英文原版教材专著《The Cervical Spine》，负责其中椎间盘退变章节1万字的编写，该专著于2014年11月由Elsevier出版社出版。创建了脊柱、椎间盘退变科普微信公众平台：脊柱甘露语林微信公众平台：微信号jzglyl。