miR-138-5p调控MACF1参与力学去负荷抑制骨形成的力生物学机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31570940
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    71.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1001.生物力学与生物流变学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Mechanical stimulus is essential for bone development and growth. Reduction or absence of mechanical stimulus inhibits bone formation and results in bone loss. MicroRNA, as one research hotspot of mechanobiology field, is involved in the regulation of gene expression controlled by mechanical stimulus. Our recent advances showed that miR-138-5p is sensitive to mechanical unloading and negatively regulates bone formation. Besides, MACF1, functioning as one target of miR-138-5p, promotes osteoblast differentiation. Therefore, we propose that miR-138-5p may function as a mechanical-sensitive microRNA and play a key role in mechanical unloading inhibiting bone formation through regulating MACF1 expression. Present project will adopt mechanical unloading models by using random positioning machine in vitro and mouse hindlimb-unloading in vivo, further investigate the following content: (1) The effects of mechanical unloading on bone formation, expression of miR-138-5p and MACF1, and Wnt/β-catenin signaling transduction; (2) The effects of mechanical unloading on the interaction of miR-138-5p and MACF1 and the possible mechanism; (3) The rescue effects of antagomir-138-5p on the above mechanobiological effects and the possible mechanism. The objective of this project is to provide some new experimental evidence for deeply understanding the mechano-biological mechanism of mechanical unloading inhibiting bone formation and also to provide some theoretical basis for prevention and therapy of bone metabolic related diseases.
力学刺激对骨骼系统生长发育必不可少。力学刺激的减少或缺失抑制了骨形成,导致骨质流失。microRNA作为力生物学领域的一个新热点,参与力生物学基因表达调控。申请者研究发现:miR-138-5p对力学去负荷敏感且负向调节骨形成;MACF1是miR-138-5p靶分子之一,促进成骨细胞分化。因此提出:miR-138-5p可能作为一种力敏感microRNA,通过调控MACF1参与力学去负荷抑制骨形成。本项目采用随机回转和小鼠尾悬吊力学去负荷模型,研究:(1)力学去负荷对骨形成、miR-138-5p和MACF1表达,以及Wnt/β-catenin通路的影响;(2)力学去负荷对miR-138-5p和MACF1相互作用及其机制的影响;(3)Antagomir-138-5p对上述力学去负荷效应的挽救及机制。为深入理解力学去负荷抑制骨形成的力生物学机制提供新的实验依据,并为骨代谢等疾病的防治提供理论基础。

结项摘要

力学刺激是骨骼系统生长发育中受到的最基本刺激之一。去负荷引起骨形成减少,导致骨质流失。力学刺激通过调节microRNA表达,进而调控mRNA翻译,最终表现出力生物学效应。申请者研究发现miR-138-5p对去负荷力学条件敏感,且可通过调节其靶分子MACF1参与成骨细胞分化。因此提出:miR-138-5p可能作为一种力敏感miRNA,通过调控MACF1表达参与去负荷抑制骨形成过程。本项目拟采用随机回转和小鼠后肢尾悬吊去负荷力学模型,从细胞和整体动物层次研究:(1)去负荷对骨形成、miR-138-5p和MACF1表达,以及Wnt/β-catenin信号的影响;(2)去负荷对miR-138-5p和MACF1相互作用及其机制的影响;(3)Antagomir-138-5p (AMO)对上述力生物学效应的挽救及其机制。.研究发现:(1)无论是体内还是体外力学去负荷促进miR-138-5p并抑制MACF1和β-catenin的表达;力学去负荷抑制成骨细胞分化和增殖以及骨形成。(2) miR-138-5p抑制成骨分化;而且MACF1和β-catenin促进成骨细胞分化;miR-138-5p直接靶向抑制MACF1的表达;miR-138-5p直接调控β-catenin表达;MACF1 直接调控β-catenin表达;力学去负荷条件下抑制miR-138-5p的表达可以缓解力学去负荷导致的成骨细胞分化的下降;力学去负荷条件下高表达MACF1和β-catenin可以缓解力学去负荷导致的成骨细胞分化的下降。(3)当注射AMO后,后肢去负荷小鼠miR-138-5p的表达得到明显的抑制,而下降的成骨标志基因和MACF1的表达以及MAR相对于其他后肢去负荷组有明显的恢复;microCT结果显示AMO可以改善力学去负荷小鼠疏松的骨小梁微结构,骨相关的参数也明显改善。为深入理解力学去负荷这一特殊力学条件所引起骨质流失的作用机制和骨组织响应不同力学刺激变化的分子机制提供理论和实验依据,并为骨骼系统相关疾病的防治提供参考。.本课题研究进展顺利,圆满完成了课题任务书规定的各项研究内容,发表研究论文28篇,其中26篇SCI,2篇中文核心;发表会议论文6篇。申请国家发明专利19项,授权1项。主办国内外会议6次,参加国际学术会议8次,国内会议12次。培养青年教师2名,博士研究生5名,硕士研究生2名。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(6)
专利数量(19)
Mesenchymal Stem Cell Migration during Bone Formation and Bone Diseases Therapy
骨形成和骨疾病治疗过程中的间充质干细胞迁移
  • DOI:
    10.3390/ijms19082343
  • 发表时间:
    2018-08-09
  • 期刊:
    Int J Mol Sci
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Su P;Tian Y;Yang C;Ma X;Wang X;Pei J;Qian A
  • 通讯作者:
    Qian A
Mammalian Plakins, Giant Cytolinkers: Versatile Biological Functions and Roles in Cancer
哺乳动物斑块,巨大的细胞连接子:多功能的生物学功能和在癌症中的作用
  • DOI:
    10.3390/ijms19040974
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Hu Lifang;Huang Zizhan;Wu Zixiang;Ali Arshad;Qian Airong
  • 通讯作者:
    Qian Airong
Isoforms, structures, and functions of versatile spectraplakin MACF1
多功能 Spectraplakin MACF1 的亚型、结构和功能
  • DOI:
    10.5483/bmbrep.2016.49.1.185
  • 发表时间:
    2016-01
  • 期刊:
    BMB Rep
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Hu L;Su P;Li R;Yin C;Zhang Y;Shang P;Yang T;Qian A
  • 通讯作者:
    Qian A
A Retrospective cohort study on the risk factors of deep vein thrombosis (DVT) for patients with traumatic fracture at Honghui Hospital
红会医院创伤性骨折患者深静脉血栓(DVT)危险因素回顾性队列研究
  • DOI:
    10.1136/bmjopen-2018-024247
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    BMJ Open
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Zhang Wenjuan;Huai Ying;Wang Wei;Xue Kaiyue;Chen Lei;Chen Chu;Qian Airong
  • 通讯作者:
    Qian Airong
MicroRNAs and long noncoding RNAs: new regulators in cell fate determination of mesenchymal stem cells.
MicroRNA 和长非编码 RNA:间充质干细胞细胞命运决定的新调节因子。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wu ZX;Liang SJ;Kuai WY;Hu LF;Qian AR
  • 通讯作者:
    Qian AR

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其他文献

骨硬化蛋白与骨代谢
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  • 发表时间:
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    胡丽芳
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    --
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    商澎
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  • DOI:
    10.1242/bio.048173
  • 发表时间:
    2020
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  • 作者:
    苏佩红;印崇;李迪杰;杨超飞;王雪;裴佳伟;田野;骞爱荣
  • 通讯作者:
    骞爱荣

其他文献

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骞爱荣的其他基金

MACF1相分离调节应激颗粒动力学参与骨细胞力学响应的分子机制
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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