miR-29a调控间充质干细胞向成骨细胞分化并参与强直性脊柱炎骨代谢异常机制研究

It is important to regulate bone metabolic disorders in the treatment of Ankylosing Spondylitis. In previous study ,We found that miR-29a was differentially expressed in peripheral blood mononuclear cells in patients with AS,preliminary bioinformatic analysis of its target genes were involved in osteogenic differentiation, so we proposed that miR-29a may take part in osteogenic differentiation of human bone mesenchymal stem cell(BMSC) ,next we intends to verify the targets of miR-29a by luciferase assay ,then we will culture BMSC and induce it to osteogenic differentiation, seperately test the changes of Runx2、Smad and β-catenin .The results of this study will provide an experimental basis for further research on miRNA functions during osteogenic differentiation of human BMSC in AS patients.

调节骨代谢异常是目前提高强直性脊柱炎（AS）治疗水平关键环节。有研究显示AS患者骨髓间充质干细胞功能异常。我们前期研究发现AS患者PBMC的miR-29a明显增高，并预测其靶基因参与了成骨分化，因此我们选取其中靶向HDAC4 、GSK-3β激活TGF-β/BMP和Wnt/β-catenin经典信号通路，探讨miR-29a调控BMSC向成骨细胞分化并参与AS骨代谢异常的机制。本研究拟首次通过双荧光素酶报告系统对miR-29a靶基因进行结构和功能验证；采用培养人BMSC，体外诱导其向成骨分化，并对BMSC进行miR-29a的正反向处理，通过分别观察BMSC中过表达miR-29a和抑制miR-29a表达后TGF-β/BMP通路中的Runx2、Smad和Wnt/β-catenin通路中β-catenin的变化，了解其对AS成骨分化功能等的影响，从新的骨免疫角度阐明AS骨代谢异常的新机制。

经过近3年多的研究，"miR-29a及其靶基因在强直性脊柱炎（AS）骨代谢异常中的作用机制"项目完成了预期计划：. 背景：AS是年轻人的主要致残性疾病。我们前期研究提示，遗传易感基因和环境因素参与其发病过程，但发病机制未完全明了。miRNA芯片研究提示AS差异表达的miRNA中包含有miR-29a。因此本研究拟进一步探讨其可能参与强直性脊柱炎发病的机制。.主要研究内容和结果是：.1.miR-29a在强直性脊柱炎患者中的表达：通过扩大样本量验证miRNA芯片结果，以明确miR-29a在强直性脊柱炎患者中的表达情况。结果：与健康志愿者相比，AS患者外周血PBMC中miR-29a明显下调。结论：miR-29a在AS患者外周血PBMC中表达明显下调。.2.hFOB1.19成骨细胞模型建立：利用hFOB1.19细胞通过培养、诱导其分化为成骨细胞并检测其生物学特性进行鉴定。结果：诱导分化后，ALP和OSC的mRNA明显增高，并且在诱导分化7天后，ALP染色呈阳性，ALP活性亦显著增加；诱导14天后，茜素红染色阳性。结果：本室使用的诱导体系成功诱导hFOB1.19细胞体外成骨分化。hFOB1.19细胞是研究间充质干细胞成骨分化的理想的细胞模型。.3.miR-29a靶基因的预测及验证：利用多个公认靶基因预测平台预测miR-29a靶基因预测，并通过实验进行验证。 结果发现：DKK1和GSK3β为miR-29a的直接靶基因之一。.4.miR-29a调控间充质干细胞向成骨细胞分化并参与强直性脊柱炎骨代谢异常机制研究。结果：1）miR-29a可能通过靶向下调DKK1和GSK3β，激活经典Wnt/β-catenin信号通路，参与调控hFOB1.19细胞成骨分化进程； 2）AS患者中miR-29a异常下调，可能通过抑制Wnt/β-catenin通路活性，抑制成骨，导致AS患者出现骨质疏松等骨代谢紊乱。.项目关键数据和科学意义：进一步验证了miR-29a是AS差异表达的miRNA，以及探索表明其参与AS成骨分化异常的可能机制。这提示miR-29a可能是AS致病的miRNA靶点。该靶点的检测可能为今后临床病人的疾病诊断和治疗药物研究提供新的靶点提供了理论依据，值得进一步研究。