miR-26a在破骨细胞分化过程中的作用及其在骨组织工程中的应用

MicroRNAs are a kind of non-coding small RNAs, which play important roles during biological characteristics involving cell differentiation, proliferation and organogenesis. These small regulators might direct and maintain tissue-specific differentiation in targeted gene therapy in bone tissue engineering. The object of this study is to investigate the roles of miR-26a during osteoclast differentiation. Firstly, the expression patterns of miR-26a during osteoclast were detected by real-time PCR. After overexpression and suppression of miR-26a osteoclasts, the expression levels of osteoclast differentiation markers were analysed by RT-PCR and western blot. Furthermore, bioinformatics methods were used to predict its downstream target gene. The binding interaction between miR-26a and its target genes will be further confirmed by dual luciferase assay. Last of all, a novel miR-26a delivery system applied in the bone regeneration was established by the application of MBG/Silk scaffolds.

MicroRNA是一类长度仅为20-25nt的非编码小分子RNA, 具有调控细胞分化、增殖和器官发生等生物学行为的能力。MicroRNA引导并维持细胞的组织特异性分化的特性，在骨组织工程的靶向基因治疗中具有广泛应用前景。本项目旨在探讨miR-26a在破骨细胞分化过程中的作用及其在骨组织工程中的应用。首先通过real-time PCR检测miR-26a在破骨细胞分化过程中的表达趋势；分别利用慢病毒过表达miR-26a和miR-26a拮抗剂抑制miR-26a后，检测细胞分化相关标志基因的标志物；用生物信息学方法预测其下游靶基因，并用双荧光素酶实验检测miR-26a与靶基因的结合作用；最后利用介孔生物玻璃/丝束蛋白（MBG/Silk）支架材料构建骨组织工程中miR-26a的呈递系统，检测其在骨重建中的靶向基因治疗效果。

传统的骨重建方法将细胞、支架材料及生长因子整合用于骨修复，生长因子以重组蛋白的形式呈现，这种治疗因为常常需要超生理剂量，注入体内后半衰期短，无法进行持续稳定的修复。基因靶向治疗能够持续稳定地提供骨重建所需要的因子，因而在骨组织工程中具有广泛应用前景。MicroRNA作为一类长度仅为20-25nt的非编码小分子RNA, 其中miR26a在骨组织工程中可以通过对骨代谢相关细胞的调节影响骨重建的结果。其中，破骨细胞作为体内唯一负责骨吸收的细胞，对于维持骨代谢平衡和促进骨修复具有重要意义。将基因靶向治疗的手段引入到破骨细胞分化机制的研究中，能够在基因水平调控细胞的增殖与分化，促进骨组织再生。..本项目通过对miR-26a对破骨细胞分化的影响机制的研究，研究 了miR-26a 在破骨细胞分化中的高表达与破骨细胞分化抑制的关系，验证了 miR-26a 抑制破骨细胞分化的假说。寻找并验证了 miR-26a 破骨细胞中靶向结合的基因及其结合位点，从新的角度阐释破骨细胞分化过程的分子调控机制。..通过构建骨组织工程中新型miR-26a呈递系统，合成了介孔玻璃/丝素蛋白支架（MBG/Silk） 支架材料，并将其与承载 miRNA 的病毒结合。评价了在材料中病毒对细胞的转染效率及对细胞分化的影响。通过体内实验验证了 MBG/Silk 支架呈递系统应用于基因靶向治疗的骨组织工程的有效性。..本项目的研究结果揭示了一种新的破骨细胞分化的分子调控基质，对于认识骨代谢和骨重建的过程提供了重要的启示性线索，同时构建了一种新型骨组织工程呈递支架，对于开发新的用于骨再生的生物材料提供了新思路。..本研究资助发表2篇sci论文，2篇中文核心论文，待发表2篇论文。培养研究生2名，其中1名已经取得硕士学位，1名即将进行博士答辩。项目投入经费16万元，项目支出15.4万元，各项支出基本与预算相符。剩余经费0.6万元，剩余经费计划用于本项目研究后续支出。