软骨相关ncRNAs组成的ceRNA调控网络共修饰HDAC8在维持软骨特性中的作用机制研究

A competing endogenous RNA (ceRNA) network could be had an important function in chondrogenesis of mesenchymal stem cells and degradation of cartilage, in which the long noncoding RNA (lncRNA) can crosstalk with each other by competing for shared miRNA. We previous identified that miR-455-3p could induce chondrogenesis in early stage, but it was significantly decreased in late stage, and this might be due to its related lncRNAs. We further found that four cartilage-related lncRNAs could regulate the function of miR-455-3p on HDAC8, and thereby impose early degeneration during MSCs chondrogenesis, and our preliminary results support this hypothesis. In this project, we plan to identify this specify cartilage-related ceRNA regulatory network including lncRNAs(AL832767, lincRNA-CCDC93, RP11-160A10.2 and RP11-195E11.3), miR-455-3p and HDAC8 by in vitro and in vivo experiments in cell-tissue-body levels, then regulate this ceRNA network in chondrogenic differentiation to promoting the chondrogenesis and retarding degeneration for maintaining cartilage characteristics.

LncRNA作为竞争性内源RNA与miRNA组成ceRNA网络在间质干细胞成软骨分化和软骨退变过程中发挥重要作用。课题组前期发现miR-455-3p在分化早期促成软骨，但是晚期这一作用明显减弱，可能与lncRNA的协同作用相关。我们进一步经过芯片、实验和信息学筛选出来4个软骨相关lncRNAs可能是ceRNA竞争结合miR-455-3p而拮抗其对HDAC8的调控，从而导致软骨退变的早期发生，而我们初步预实验证实这一可能。本研究拟通过体内外实验从细胞-组织-整体层次阐明软骨相关lncRNAs(AL832767、lincRNA-CCDC93、RP11-160A10.2和RP11-195E11.3)、miR-455-3p和HDAC8组成的ceRNA调控环机制，进而研究干预ceRNA网络使MSCs成软骨分化的早期促进分化，而在中晚期时相抑制退变，突破目前组织工程软骨面临的成软骨稳定性和退变问题。

骨关节炎（osteoarthritis, OA）是关节外科目前最常见的退行性疾病，其中膝关节病变占85%。随着中国人口的老龄化，骨关节炎的发生率逐渐增加，是导致中老年人群生活质量降低，医疗费用增加，残疾率升高的主要原因之一。有研究预测，关节置换术从2005到2030将增加174%。因此，在早期延缓OA的发生发展一直是关节外科的研究热点，并借此寻找全新的治疗手段是诊治OA的关键问题。. 本项目通过体内外实验初步阐明ncRNA与靶向分子之间的RNA调控网络在脂肪干细胞成软骨分化和软骨退变中的作用机制。从细胞分子水平探究如何促进成软骨分化和阻遏软骨细胞退变，维持软骨特性这一临床重要问题。且项目负责人对细胞RNA调控机制与生物材料相结合这一领域的研究，有望将基础研究推向临床。项目负责人初步利用单细胞测序对骨关节炎半月板退变过程进行探索，鉴定了半月板不同细胞亚群及相应基因特征，分析了各细胞亚群之间的分化关系及特定细胞类型的多样化特征，从而为骨关节炎的治疗提供了新思路。