氧化应激通过let-7家族导致骨衰老中骨髓间充质干细胞分化缺陷的机制研究

基本信息
批准号:31601113
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:廖立
学科分类:
依托单位:西安组织工程工程技术研究中心
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:明磊国,何小宁,霍睿超,吴田田,雷婷,李晓宁,王清霞,马利
关键词:
间充质干细胞微小RNA氧化应激骨质疏松干细胞老化
结项摘要

Oxidative stress (OS)-induced differentiation defect of bone marrow mesenchymal stem cells (BMSC) is a key factor of bone aging. Recent studies of our group and others confirmed that a number of microRNAs play important role in BMSC differentiation, while abnormal expression of these microRNAs lead to defect of bone formation during osteoporosis. But whether OS inhibits osteogenic differentiation of BMSCs through miRNA remains unknown. Our previous study showed that several members of let-7 family were significantly downregulated in aged BMSCs. Reactive oxygen species could inhibit the expression of let-7 family. Because let-7 family can regulate osteogenic differentiation of BMSCs and are closely related with multiple age-related degenerative diseases, these results suggest that OS might induce differentiation defect of aged BMSCs through let-7 family. Therefore, take advantage of normal aged mouse and accelerated senescence mouse models and methods of microRNA mimic/inhibitor transfection, bioinformatics analysis, luciferase reporter system, signaling transduction examination, this project is subjected to determine the members of let-7 family leading to osteogenic differentiation defect of aged BMSCs, confirm key target genes of let-7, unclose the function and molecular pathway that OS regulating let-7 family expression. Our study aims to get further understanding of the mechanism that OS inducing bone aging, explore the function of let-7 family in BMSC senescence, and develop novel strategy for age-related osteoporosis treatment.

氧化应激(OS)导致的骨髓间充质干细胞(BMSC)成骨分化缺陷是骨衰老的关键原因。国际及本团队研究证实microRNA在BMSC分化中发挥关键作用,其表达异常与骨质疏松中骨形成下降密切相关,但OS是否通过microRNA抑制BMSC成骨分化尚不清楚。我们前期研究发现多个let-7家族成员在衰老BMSC中显著下降,而氧自由基可抑制let-7表达。因为let-7家族调控BMSC成骨分化,并与多种衰老疾病相关,提示OS可能通过let-7导致衰老BMSC分化缺陷。因此本课题拟基于衰老和早衰小鼠模型,利用miRNA模拟/抑制物转染、生物信息学分析、荧光素酶报告体系、信号通路检测等方法,确定导致衰老BMSC成骨分化异常的let-7家族成员,验证let-7作用的靶基因,阐明OS调控let-7的作用及信号途径,从而深入认识OS导致骨衰老的机制、明确let-7在BMSC衰老中的作用、寻找新的骨衰老治疗靶点

项目摘要

氧化应激(OS)导致的骨髓间充质干细胞(BMSC)成骨分化缺陷是骨衰老的关键原因。国际及本团队研究证实microRNA在BMSC分化中发挥关键作用,其表达异常与骨质疏松中骨形成下降密切相关,但OS是否通过microRNA抑制BMSC成骨分化尚不清楚。我们前期研究发现多个let-7家族成员在衰老BMSC中显著下降,而氧自由基可抑制let-7表达。因为let-7家族调控BMSC成骨分化,并与多种衰老疾病相关,提示OS可能通过let-7导致衰老BMSC分化缺陷。因此本课题基于衰老和早衰小鼠模型,利用miRNA模拟/抑制物转染、生物信息学分析、荧光素酶报告体系、信号通路检测等方法,发现let-7a、let-7c、let-7d等多个成员在骨质疏松来源BMSCs中表达均异常升高,因为let-7a是let-7家族中最为保守的miRNA,并且表达量在其家族中也是最高的,所以接下来重点对let-7a的功能开展研究。通过基因聚类(GO)分析和KEGG信号通路分析,发现let-7a可参与细胞多种功能的调控。利用let-7a特异的模拟物mimic和抑制剂inhibitor,证实了let-7a可以抑制BMSCs的成骨分化和免疫调节能力。利用抑制剂纠正骨质疏松来源BMSCs中let-7a的异常表达,有效恢复了BMSCs的成骨分化能力。并在体外细胞学实验中发现抑制骨质疏松BMSCs中异常升高的let-7a可以有效恢复其对T细胞的迁移和凋亡诱导能力。证明通过抑制let-7a的异常表达可有效恢复衰老BMSCs的功能,并进一步发现let-7a可以靶向结合于Fas和FasL mRNA的3‘UTR区域,从而抑制Fas和FasL的蛋白表达,通过过表达let-7a可以抑制BMSCs中MCP-1的分泌,降低其免疫调控能力,从而证明let-7a是通过Fas/FasL分子途径影响BMSCs的功能。通过上述研究,我们确定导致衰老BMSC成骨分化异常的let-7家族成员,验证let-7作用的靶基因,阐明OS调控let-7的作用及信号途径,从而为进一步深入认识OS导致骨衰老的机制、明确let-7在BMSC衰老中的作用、寻找新的骨衰老治疗靶点提供了重要的实验支持。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

Loss of a Centrosomal Protein,Centlein, Promotes Cell Cycle Progression

Loss of a Centrosomal Protein,Centlein, Promotes Cell Cycle Progression

DOI:10.16476/j.pibb.2019.0092
发表时间:2019
3

Complete loss of RNA editing from the plastid genome and most highly expressed mitochondrial genes of Welwitschia mirabilis

Complete loss of RNA editing from the plastid genome and most highly expressed mitochondrial genes of Welwitschia mirabilis

DOI:https://doi.org/10.1007/s11427-018-9450-1
发表时间:2019
4

动物响应亚磁场的生化和分子机制

动物响应亚磁场的生化和分子机制

DOI:10.13488/j.smhx.20190284
发表时间:2019
5

高龄妊娠对子鼠海马神经干细胞发育的影响

高龄妊娠对子鼠海马神经干细胞发育的影响

DOI:10.7499/j.issn.1008-8830.2003213
发表时间:2020

廖立的其他基金

批准号:50904046
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

TGF-β激活Myocardin家族诱导骨髓间充质干细胞分化的研究

批准号:30800561
批准年份:2008
负责人:王楠
学科分类:C0703
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

低氧对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及机制研究

批准号:81271105
批准年份:2012
负责人:魏奉才
学科分类:H1502
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
3

力学信号对骨髓间充质干细胞成骨分化调控的研究

批准号:30600628
批准年份:2006
负责人:李慧武
学科分类:H0604
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
4

矿化胶原调控骨髓间充质干细胞的成骨分化研究

批准号:51402167
批准年份:2014
负责人:仇志烨
学科分类:E0210
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目