分化抑制因子（Id）在骨髓间充质干细胞成骨异常分化与骨肉瘤形成中的调控研究

骨肉瘤为常见原发恶性骨肿瘤，其发病年龄低，恶性程度大，死亡率和致残率都较高。目前有关骨肉瘤发病机制的研究多局限于肿瘤细胞本身异常的探讨，而对该肿瘤发生来源的研究尚较少见。本课题组前期研究提示：骨肉瘤起源于骨髓间充质干细胞，骨肉瘤的实质是一种分化异常导致的疾病，即正常成骨分化过程异常中断而形成的恶性增生物。因此，前期中本课题组通过基因芯片技术，比较了在分化过程中，人骨髓间充质干细胞、成骨细胞与不同分化程度的骨肉瘤细胞间的基因表达差异，筛选出有可能导致正常成骨过程调控异常而最终形成骨肉瘤这一结果的多个关键基因。其中分化抑制因子（Id）基因的异常高表达，贯穿于整个间充质干细胞成骨分化异常从而导致骨肉瘤发生的各阶段中。因此，探讨Id基因在骨髓间充质干细胞成骨分化，以及骨肉瘤形成中的作用，揭示该基因究竟受何种信号传导途径调控而发挥调控作用的机制，必将丰富和完善骨肉瘤的发病机理，为骨肉瘤治疗提供思路。

1.背景及内容：目前有关骨肉瘤发病机制的研究多局限于肿瘤细胞本身异常的探讨，而对发生来源的研究尚较少见。本课题组前期研究提出骨肉瘤是一种分化病，是干细胞正常成骨分化异常中断而形成的恶性增生物。前期本课题组通过基因芯片技术，比较了在分化中，人骨髓间充质干细胞、成骨细胞与不同分化程度的骨肉瘤细胞间的基因表达差异， 筛选出导致正常成骨过程调控异常而最终形成骨肉瘤的多个关键基因。其中分化抑制因子（Id）基因的异常表达，贯穿于整个干细胞成骨分化异常从而导致骨肉瘤发生的各阶段，因此探讨Id基因在骨髓间充质干细胞成骨分化，以及骨肉瘤形成及对骨肉瘤发病的意义是本课题研究的核心内容。.2.重要结果：本研究已完成了项目申请时计划的研究内容，包括：（1）基因芯片筛选间充质干细胞正常成骨分化与骨肉瘤发生的差异表达基因；（2）构建了重组腺病毒介导的分化抑制因子（Id1、2、3）的表达载体，并收获了高滴度重组腺病毒；（3）筛选并成功构建出重组腺病毒介导的分化抑制因子（Id1、2、3）RNA干扰片段的表达载体；（4）Id基因在骨髓间充质干细胞成骨分化，骨肉瘤细胞分化异常中差异调控作用的研究。此外随着研究的深入，在完成原研究计划的基础上拓展了以下研究内容：（1）将Wnt/β-catenin这一经典的分化相关信号传导通路纳入研究计划，作为本课题研究的完善与补充，初步揭示了β-catenin对骨肉瘤细胞恶性生物学行为的影响；（2）采用BMP9联合β-catenin诱导的方法证实了了骨肉瘤细胞恶性逆转并成骨分化的可行性。.3.关键数据及科学意义：成功构建了重组腺病毒介导的分化抑制因子（Id1、2、3）的表达载体，筛选出了高效率的分化抑制因子（Id1、2、3）特异性RNA干扰片段并成功构建出重组腺病毒介导的分化抑制因子（Id1、2、3）RNA干扰片段的表达载体，并以此为基础通过实验证实：Id1基因对骨肉瘤的生物学行为发挥重要的调控作用，沉默骨肉瘤细胞的内源性Id1基因表达后可以出现向成骨方向分化的趋势。研究还发现：在BMP9骨髓间充质干细胞向成骨方向分化过程中，Id1的过度高表达对骨髓间充质干细胞向成骨方向分化产生一定抑制作用，同时出现瘤化趋势；骨肉瘤细胞在BMP9诱导的前提下使Id1基因沉默，可以出现较强的向成骨方向分化的趋势。研究结果为进一步研究骨肉瘤的分化治疗奠定了基础和理论依据。