LncRNA-HOTAIR作为ceRNA调控FZD7表达在骨关节炎中的作用及机制研究

Osteoarthritis (OA) is bone and joint disease harmful to human health, and its progression mechanisms are not yet fully understood. The preliminary work indicates that the long non-coding RNA (LncRNA) HOTAIR is involved in chondrocyte degeneration, HOTAIR overexpression promotes FZD7 expression. Gene sequence analysis has confirmed that HOTAIR target genes include miR-1. The study further demonstrates that inhibition of miR-1 will contribute to the expression of its target genes FZD7 and activate Wnt/β-catenin signaling pathway, leading to the degeneration of cartilage cells. Accordingly, we speculate HOTAIR may serve as a competitive endogenesis RNA (ceRNA) to inhibit the bonding of miR-1 and target mRNA and upregulate its expression. In this study, we will use siRNA, plasmid transfection, luciferase assay, RNA-binding protein immunoprecipitation and bioinformatics technology, taking chondrocytes as the object, starting from the phenomenon of HOTAIR and miR-1 are involved in the degeneration of chondrocyte, from the perspective thatceRNAregulates and controls FZD7 expression, to explore the effect and mechanism of HOTAIR in OA, providing new targets and new strategies for prevention and treatment of OA, which helps us to understand the role of the network regulation between non-coding RNA and mRNA in occurrence and development of OA.

骨关节炎(OA)是危害人类健康的骨关节病，其发生发展机制尚未完全清楚。我们前期工作表明长链非编码RNA（LncRNA)HOTAIR参与软骨细胞退变，HOTAIR过表达促进FZD7表达。基因序列分析证实HOTAIR靶基因包括miR-1。研究进一步证实，抑制miR-1将促进其靶基因FZD7表达从而激活Wnt/β-catenin信号通路，最终导致软骨细胞退变。据此我们推测HOTAIR可能作为竞争性内源RNA(ceRNA)抑制miR-1与靶mRNA结合而上调其表达。在本研究中，将利用siRNA、质粒转染、荧光素酶实验、RNA结合蛋白免疫沉淀及生物信息学等技术，以软骨细胞为对象，由HOTAIR与miR-1参与软骨细胞退变的现象出发，从ceRNA调控FZD7表达角度探讨HOTAIR在OA中作用及机制，为OA防治提供新靶点与新策略，有助于深入理解非编码RNA与mRNA之间网络调控在OA发生发展中的作用。

作为严重危害人类健康的慢性骨关节疾病，骨关节炎（OA）的发病机制不清，且缺乏有效的治疗手段。软骨细胞和间充质干细胞（MSCs）一直是OA研究的两个主要对象。.本课题组曾利用基因芯片和RT-PCR技术发现在OA患者的关节软骨细胞中LncRNA-HOTAIR高表达并进行了验证。进一步在本项目中证实，OA软骨细胞中HOTAIR通过削弱Wnt信号通路的抑制剂WIF-1的表达，抑制其生物学功能从而激活Wnt信号通路，进一步通过生物信息学分析认为microRNA-1可能与HOTAIR有关系，并进一步证实了microRNA-1可能通过Wnt信号通路发挥生物学作用。课题组还发现委陵菜酸（TA）可通过NF-κB信号通路抑制OA软骨细胞内IL-1β引起的炎症反应，同时TA还可通过激活PI3K/Akt信号通路抑制IL-1β引起的软骨细胞凋亡。由此证实，作为一种中药单体，TA对于OA可能具有一定的治疗作用。.在MSCs方面，近年来有学者在OA领域开展了关于MSCs治疗OA的相关研究，但结果存在争议。本课题组利用大数据分析技术，评价了MSCs治疗OA的研究现状，结果显示MSCs结合组织工程技术、MSCs临床研究和动物实验以及机制研究是OA研究的趋势和热点。因此，课题组围绕上述热点开展了相关研究。课题组对现有的MSCs治疗膝OA的临床研究和动物实验分别进行了系统评价和证据分级，结果提示：现有的证据质量不高，尚没有足够的信心推广MSCs进入大规模临床试验，需要在临床试验前对干预措施进行动物体内评价；同时，由于缺少高质量的临床研究证据，我们没有足够的信心推荐直接应用MSCs进入临床，在开展临床应用前需要开展高质量的临床研究。因此，我们开展了相关的组织工程结合MSCs的体外和体内研究，以期为MSCs治疗OA提供高质量的证据。在此研究中，我们基于兔膝关节软骨下骨损伤的动物模型，通过构建一种可注射的微尺度支架（HaCGMs）实现了软骨下骨和软骨的修复。综上所述，申请人在OA相关的软骨细胞和MSCs领域开展了初步的研究，为OA的发病和治疗提供了一定的理论基础和实验依据。