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Cell子刊:中国科学家找到利用脂肪干细胞治疗骨缺陷疾病的新靶点

来源:生物谷 2016-07-26 17:56

2016年7月26日讯 /生物谷BIOON/ --本文亮点:

MiR-34a能够在体外和体内环境下促进人类脂肪来源干细胞向骨方向分化

MiR-34a能够直接结合人类脂肪来源干细胞RBP2 mRNA的3`UTR

MiR-34a通过影响RBP2/NOTCH1/CYCLIN D1信号网络促进人类脂肪来源干细胞向骨方向分化

近日,北京大学口腔医学院周永胜研究小组在国际学术期刊Stem Cell Reports上发表了一项最新研究进展,他们发现一种microRNA能够通过影响脂肪干细胞的信号调控网络促进骨生成,该研究为利用脂肪干细胞治疗骨质疏松等疾病提供了新的方向。

组织工程技术已经成为骨再生医学领域最具治疗前景手段之一。人类脂肪来源干细胞作为一种间充质干细胞在组织工程领域得到越来越多的关注。深入了解脂肪干细胞向骨方向分化的分子调控网络是开发干细胞治疗方法的重要基础。

该研究发现MiR-34a在人类脂肪来源干细胞(hASC)向骨方向分化的过程中会出现表达上调。在体外过表达MiR-34a能够显著增加hASC的碱性磷酸酶活性,矿化能力同时还会促进骨生成相关基因的表达。在hASC中过表达MiR-34a再进行异位移植也会观察到骨形成能力增强。

研究人员还从机制上进行了进一步分析,他们发现MiR-34a能够从转录后水平抑制RBP2基因的表达,他们在RBP2的3`UTR位置找到了MiR-34a的可能结合位点。除此之外研究人员还发现MiR-34a可以下调NOTCH1和CYCLIN D1的表达,从而通过靶向RBP2, NOTCH1和CYCLIN D1上调骨生成过程中关键转录因子RUNX2的表达。

该研究结果表明MiR-34a通过影响RBP2/NOTCH1/CYCLIN D1调控网络促进了hASC向骨方向的分化,因此以MiR-34a可能是骨再生医学研究领域的一个新靶点。(生物谷Bioon.com)

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doi:10.1016/j.stemcr.2016.06.010  

MiR-34a Promotes Osteogenic Differentiation of Human Adipose-Derived Stem Cells via the RBP2/NOTCH1/CYCLIN D1 Coregulatory Network

Cong Fan1, 4, 5, Lingfei Jia2, 3, 4, 5, Yunfei Zheng2, 4, Chanyuan Jin1, 4, Yunsong Liu1, 4, Hao Liu3, 4, Yongsheng Zhou

MiR-34a was demonstrated to be upregulated during the osteogenic differentiation of human adipose-derived stem cells (hASCs). Overexpression of miR-34a significantly increased alkaline phosphatase activity, mineralization capacity, and the expression of osteogenesis-associated genes in hASCs in vitro. Enhanced heterotopic bone formation in vivo was also observed upon overexpression of miR-34a in hASCs. Mechanistic investigations revealed that miR-34a inhibited the expression of retinoblastoma binding protein 2 (RBP2) and reduced the luciferase activity of reporter gene construct comprising putative miR-34a binding sites in the 3′ UTR of RBP2. Moreover, miR-34a downregulated the expression of NOTCH1 and CYCLIN D1 and upregulated the expression of RUNX2 by targeting RBP2, NOTCH1, and CYCLIN D1. Taken together, our results suggested that miR-34a promotes the osteogenic differentiation of hASCs via the RBP2/NOTCH1/CYCLIN D1 coregulatory network, indicating that miR-34a-targeted therapy could be a valuable approach to promote bone regeneration.

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