背景:研究表明环状RNA(circRNA)是广泛存在于多种组织中的内源性非编码RNA,可充当microRNA(miRNA)的"海绵"调节哺乳动物的基因表达.但circRNA在骨质疏松症中的表达特征和分子机制以及其潜在的circRNA-miRNA-mRNA调控网络尚未有相关报道.目的:基于骨质疏松相关非编码RNA高通量测序数据,构建互作网络及功能富集分析,筛选可能通过竞争性内源RNA(ceRNA)机制,并对筛选出的参与骨质疏松发生发展的circRNA进行功能和机制验证.方法:利用GEO数据库中的骨质疏松非编码RNA高通量测序数据,构建circRNA-miRNA-mRNA网络.随后,对miRNA预测的共表达靶基因进行GO和KEGG分析.采用人间充质干细胞诱导成骨细胞分化,qRT-PCR和Western blot检测筛选出的circ_0076906和其靶向的miR-29b及骨糖蛋白mRNA和蛋白的表达,碱性磷酸酶活性和茜素红染色检测骨形成情况,荧光素酶报告实验以检测基因之间的相互作用.结果 与结论:①实验从GEO数据库中最终筛选了5个共表达circRNA(如circ_0076906,circ_0004276和circ_0003060等)、10个共表达miRNA(如miR-183-5p,miR-29b和hsa-miR-15b-3p等)以及241个共表达mRNA(如骨糖蛋白基因、SMARCC1和LRP6等),并成功构建了骨质疏松相关circRNA-miRNA-mRNA网络;②GO分析结果揭示了78个生物过程,其主要包括成骨细胞增殖、凋亡和迁移等功能;③KEGG分析FoxO信号通路和PI3K-AKT信号通路传导途径与骨质疏松发生发展密切相关;④对筛选出的差异显著同时有靶向关系的circ_0076906、miR-29b和骨糖蛋白验证结果显示,circ_0076906、miR-29b及骨糖蛋白基因在疏松症患者和对照组骨组织和血清中均呈差异表达,circ_0076906可诱导成骨分化,其沉默可抑制人间充质干细胞的成骨相关基因(骨钙素和RUNX2)表达,circ_0076906可充当miR-29b调节的骨糖蛋白基因表达的海绵;⑤上述数据说明,实验成功构建了骨质疏松circRNA-miRNA-mRNA网络,筛选出的circ_0076906和其靶向的miR-29b及骨糖蛋白基因可能在骨质疏松进展中发挥重要作用;实验进一步证实了人间充质干细胞中circ_0076906通过竞争性抑制miR-29b从而促进骨糖蛋白表达,缓解骨质疏松症并促进成骨分化.该研究方案经新疆医科大学第七附属医院伦理委员会批准,批准号:XY20190501-1.

骨;骨质疏松;高通量测序;生物学分析;circ_0076906;miR-29b;骨糖蛋白;靶向

王海龙;李龙;王建元;闫斌;西尔艾力;陈洪涛;伊力哈木·托合提

新疆医科大学第七附属医院骨科,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000;新疆医科大学第六附属医院运动损伤科,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830010

中国组织工程研究

[1]王海龙;李龙;王建元;闫斌;西尔艾力;陈洪涛;伊力哈木·托合提-.基于高通量测序骨质疏松circRNA-miRNA-mRNA网络构建及Hsa_circ_0076906的功能验证)[J].中国组织工程研究,2022(11):1705-1713

XY20190501

circRNA,miRNA,网络构建,Hsa,功能验证,内源性,非编码,充当,microRNA,哺乳动物,骨质疏松症,表达特征,调控网络,序数,互作网络,功能富集分析,ceRNA,GEO,共表达,靶基因,人间,间充质干细胞,细胞诱导,成骨细胞分化,qRT,blot,检测筛选,29b,骨糖蛋白,碱性磷酸酶活性,茜素红,骨形成,荧光素酶报告实验,5p,hsa,15b,3p,SMARCC1,LRP6,生物过程,成骨细胞增殖,FoxO,PI3K,AKT,传导途径,骨组织,差异表达,成骨分化,可抑制,成骨相关基因,骨钙素,RUNX2,数据说明,竞争性抑制,糖蛋白表达,促进成骨,研究方案,新疆医科大学,医院伦理委员会,生物学分析

0.252184