骨髓间充质干细胞界面行为的microRNA机理研究

组织工程利用生物科学与工程技术手段实现复杂的人造组织和器官，具有广阔的应用前景。种子细胞在材料表面的界面行为控制着细胞的生长和器官构筑，是组织工程领域的核心问题和研究热点。大量的相关研究都从模拟体内微环境入手，通过调整材料的各种特性，可以实现调控细胞黏附、增殖、迁移和分化，但是对细胞界面行为的理解还远不能满足组织工程的需要。.microRNAs（miRNAs）是新发现的转录后调控因子，是近年的研究热点，在细胞分化、胚胎发育、组织生成、癌变等过程中均发挥着重要作用。本申请将利用BIOMEMS技术构建具有微尺度特征表面的生物材料（PHBHHx）模拟体内骨微环境，实现骨髓间充质干细胞向骨细胞分化的倾向。通过miRNAs表达谱分析探索miRNAs在干细胞界面行为中的作用，尝试从机理上揭示种子细胞在微尺度特征材料表面的界面行为，并利用界面设计和miRNAs相结合控制细胞的界面行为。

组织工程学是一门将细胞生物学和材料科学相结合的学科，通过对种子细胞进行改造，将其与材料进行整合构建组织或器官，以达到修复创伤和重建功能的目的。种子细胞在材料表面的界面行为控制着细胞的生长和器官构筑，是组织工程领域的核心问题和研究热点。.microRNA（miRNA）是一种很重要的转录后调控因子，在细胞分化、胚胎发育、组织生成、癌变等过程中均发挥着重要作用。本课题的重点是研究miRNA在组织工程的种子细胞中的调控作用，以期利用miRNA调控细胞的界面行为，达到更好的修复效果。.本课题不仅发现微槽结构可以通过调控培养其上的种子细胞的miRNA的表达谱来调控其分化，同时也对更为复杂的组织工程中种子细胞之间的通讯机制进行了研究。主要结果如下：.（1）通过miRNA微芯片技术，我们发现18个微槽膜结构和平膜上差异表达的miRNA。.（2）差异表达的miR-140，miR-214，miR-320，miR-351和miR-674-5p单独或共同促使MSC细胞的成骨分化，但每个miRNA调控成骨分化的阶段不同。.（3）miR-335通过两个正反馈途径调控间充质干细胞（MSC）的成软骨分化。.（4）miR-let7a可以通过直接靶向LIMK2间接调控细胞骨架蛋白actin的动态解聚过程，以此来调控血管平滑肌细胞（SMC）细胞的迁移和表型。.（5）MSC和内皮细胞（EC）共培养时，主要通过启动NF-kB通路来相互调控：MSC分泌IL1β和IL6等细胞因子促进内皮细胞的血管化，内皮细胞反向分泌细胞趋化因子促进MSC-EC相互募集；另一方面MSC受EC影响，出现向平滑肌分化的趋势。.（6）运动后血液里面的miR-206靶向EC细胞的ARF6和NCX1，分别通过负向调控exosome的包裹和分泌过程来减少exosome的产生，使得通过exosome传递的物质减少，其中促使SMC向合成型转化的miRNA的减少使得SMC细胞向收缩型转化。. 本课题重点研究了组织工程中miRNA对种子细胞界面行为调控的机制。这些研究不仅可以对组织工程中出现的一些问题进行解释，也为miRNA调控种子细胞进行组织工程修复提供了一定的理论知识。