成肌因子介导microRNA表达的力学信号调控

骨骼肌再生修复过程受到外部力学因素和内部细胞因素的双重影响。研究表明成肌因子介导的microRNAs的表达以及NF-κB活性的改变在骨骼肌再生过程中扮演重要角色。基于以上事实，本课题提出力学刺激条件下，成肌因子介导的miRs的表达与NF-κB信号通路密切相关的假说。课题将采用Flexcell细胞力学拉伸系统、microRNA芯片、qRT-PCR、western blot等技术手段研究成肌过程中miRs、NF-κB和成肌因子的相互作用及其在力学信号传导中的作用。此外，制备大鼠骨骼肌损伤模型，在miRs激动剂或抑制剂存在条件下，检测miRs对体内骨骼肌损伤再生的影响以及分子力学信号机制，从体外和体内共同探讨骨骼肌再生的力学调控机制。

如何在体外最大限度的模拟机体内环境构建骨骼肌组织，以及骨骼肌再生机制的研究一直是骨骼肌组织工程中的热点问题，而骨骼肌在生长发育及损伤修复过程中力学刺激都起着非常重要的作用。本课题主要研究了力学刺激在骨骼肌组织体外构建中的作用以及其在促进骨骼肌再生过程中的分子机制。我们首先确定了合适的力学拉伸条件可促进成肌细胞增殖，并用高通量测序技术和qRT-PCR方法筛选出了在周期性力学拉伸促进成肌过程中的microRNA表达谱的变化，其中4种microRNA在力学拉伸促进成肌过程中的作用鲜有报道。其次，我们又研究了力学拉伸促进成肌过程中NF-κB信号通路的作用，结果表明力学刺激是通过激活NF-κB信号通路引起microRNA表达谱的变化和成肌因子的上调，最终促进成肌细胞增殖。此外，本课题还对高通量测序筛选出的差异microRNAs进行了生物信息学分析，预测了差异microRNAs的靶基因以及靶基因参与的信号通路；还发现了三种novel-microRNAs在力学拉伸引起的成肌过程中起着重要作用。我们的研究结果首次阐述了在周期性力学拉伸引起的成肌过程中microRNA表达谱的变化以及microRNA与NF-κB信号通路的相关性，此研究结果为骨骼肌再生过程中力学信号转变为细胞内信号提供了一种可能的传导机制。在骨骼肌组织体外构建方面，我们成功制作出一种具有延展性和导电性的超弹性水凝胶，并与心肌细胞和骨骼肌细胞复合后都显示出良好的细胞相容性，我们将进一步运用此支架材料在体外构建工程化的心肌组织补片和具有平行排列的极性肌管，并将其运用到体内相关肌组织损伤修复中，达到组织工程修补和提高组织或器官功能的目的。.本项目在研期间共发表论文8篇，其中带标注的2篇。预计在今后两年内将发表与本课题相关的并带有标注的高水平SCI论文（IF>5.0)2篇，申请专利一项。