靶向调控前列腺素内过氧化物合成酶2基因抑制MC3T3-E1细胞的增殖和成骨分化
罗鸣然1
范文豪1
李鑫1
周鹏1
吴泽睿1
袁峰2
1.徐州医科大学第一临床医学院,江苏省徐州市 2210062.徐州医科大学附属医院骨科,江苏省徐州市 221006
摘要：背景:骨质疏松症可归因于成骨细胞骨形成和破骨细胞骨吸收之间的不平衡.成骨细胞是骨形成的基础,对于骨骼的生长和维持必不可少,成骨细胞功能的紊乱会导致骨骼生长发育不良和骨质疏松症.然而目前对于成骨细胞成骨分化过程中的关键基因仍不清楚.目的:使用生物信息学鉴定MC3T3-E1细胞成骨分化过程中的关键基因及其上游miRNA,并验证其对MC3T3-E1细胞成骨分化和增殖的影响.方法:从基因表达综合数据库(GEO)下载基因表达谱GSE46400成骨诱导数据,使用R语言limma包获得差异表达基因.利用DAVID数据库对DEGs进行了基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析.通过STRING网站建立蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络并利用CytoHubba插件筛选网络中的重要模块,以鉴定其中的关键基因.培养MC3T3-E1细胞并分别转染siRNA和miRNA,转染72 h后进行实时荧光定量PCR检测前列腺素内过氧化物合成酶(prostaglandin-endoperoxide synthase,Ptgs)2和骨化相关水平变化,转染72 h后进行Western Blot检测PTGS2蛋白水平变化;转染14 d后进行碱性磷酸酶定量检测;转染21 d后进行茜素红染色及定量检测.结果 与结论:①筛选出差异表达基因229个,其中114个基因表达上调,115个基因表达下调.富集在骨矿化生物学过程的5个基因:Mmp13,Ibsp,Gpnmb,Ptgs2及Aspn均为显著高表达.进一步使用CytoHubba鉴别高表达差异基因中的核心模块中只有Ptgs2参与骨矿化生物学过程,即定义Ptgs2为成骨分化过程的关键基因.②通过Targetscan对Ptgs2上游miRNA进行预测,发现mmu-miR-107-3p可以靶向调控Ptgs2.③在MC3T3-E1细胞中敲减Ptgs2后可以显著抑制细胞增殖和成骨分化(P<0.05);在转染mmu-miR-107-3p后,细胞的增殖和成骨分化同样被抑制.④双荧光素酶报告基因结果显示mmu-miR-107-3p可以直接靶向抑制Ptgs2的转录(P<0.05).⑤mmu-miR-107-3p可以通过靶向Ptgs2进而抑制MC3T3-E1细胞的增殖和成骨分化,Ptgs2可能是MC3T3-E1细胞成骨分化过程中的关键基因.
关键词：生物信息学差异表达基因MC3T3-E1前成骨细胞前列腺素内过氧化物合成酶2mmu-miR-107-3p成骨分化增殖
分类号：R459.9(治疗学)R363(病理学)R364(病理学)
资助基金：江苏省科技厅社会发展项目(BE2016647)江苏省卫生计生委科研项目(H201630)江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX21_2679)
论文发表日期：2022-04-21
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 1888-1893 )
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