组蛋白H3K4去甲基化酶RBP2在人脂肪基质细胞成骨向分化中的作用及机制

组蛋白甲基化修饰作为表观遗传重要的调控机制之一，可激活或抑制基因转录。但组蛋白甲基化调控在人脂肪基质细胞(hASC)成骨向分化中的作用和机制尚不清楚。本项目拟以组蛋白H3K4为代表位点探讨具H3K4去甲基化酶活性的RBP2在hASC成骨分化中的作用和调控机制。拟用RNAi技术敲低RBP2探讨RBP2在hASC成骨向分化中的作用及机制，阐明其与重要成骨转录因子Runx2的关系；并探讨RBP2对hASC成骨向分化的作用是否存在组蛋白去乙酰化酶1的协同调节，从而从深层次认识RBP2对hASC成骨分化的表观遗传调控机制（即以染色质为基础的基因表达调控），为今后利用小分子药物或蛋白酶抑制剂进行表观治疗或干预从而为显著促进hASC的成骨向分化打下基础。由于hASC来源广、易扩增、患者痛苦小，是骨组织工程理想的干细胞来源。因此，本研究为今后进一步有效利用hASC进行骨组织工程构建打下基础，从而造福人类。

组蛋白甲基化修饰作为表观遗传重要的调控机制之一，可激活或抑制基因转录。但组蛋白甲基化调控在人脂肪基质细胞(hASCs)成骨向分化中的作用和机制尚不清楚。本项目以组蛋白H3K4为代表位点探讨具H3K4去甲基化酶活性的视网膜母细胞瘤结合蛋白2（Retinoblastoma binding protein 2， RBP2）在hASCs成骨分化中的作用和调控机制。本项目成功构建了RBP2 RNAi（RNA干扰）质粒用于RBP2基因敲低（knockdown），采用RBP2 knockdown效果好的siRNA序列，用慢病毒包装技术包装病毒并感染hASCs，通过体外实验和体内实验（裸鼠异位成骨实验）检测实验组（knockdown组）及对照组（non silencing siRNA组）在成骨诱导因子下hASCs向成骨细胞分化的差异，体内、外实验结果一致证明RBP2能够抑制hASCs的成骨向分化。本项目进一步研究了RBP2抑制hASCs成骨向分化的机制：证明了RBP2通过抑制成骨相关基因骨钙素（Osteocalcin, OC）、Osterix（Osx，位于Runx2下游的重要成骨转录因子）、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase, ALP)的表达从而抑制了hASCs的成骨向分化； RBP2能够直接结合于OC、Osx的启动子区，对其的调节作用是通过其去甲基化的活性来实现的；RBP2与成骨相关重要转录因子Runx2具有直接的相互作用，能够抑制Runx2的转录活性，并且RBP2对hASCs成骨向分化的抑制依赖于Runx2。但本项目并未发现RBP2与组蛋白去乙酰化酶HDAC1具有相互作用。本项目进一步的拓展研究发现纳米材料表面促进hASCs成骨向分化的过程与RBP2的表达水平降低及成骨相关基因启动子区H3K4的三甲基化水平升高有关。. 本研究的相关成果主要在国际干细胞领域的权威杂志stem cells上发表（实验图被选为当期杂志的封面图），并在中文核心期刊发表3篇文章，另有3篇SCI论文待发表。相关研究结果也在国际、国内会议汇报或展示。本项目为今后利用小分子药物或蛋白酶抑制剂进行表观治疗或干预从而为显著促进hASC的成骨向分化打下基础。由于hASC来源广、易扩增、患者痛苦小，是骨组织工程理想的干细胞来源。因此，本研究为今后进一步有效利用hASC进行骨组织工程构建打下基础。