lncRNA AC132217.4在人骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用及机制研究

Mesenchymal stem cells (MSC) have become the most widely used seed cells for bone tissue engineering as their easy to take, strong self-renewal ability and osteogenic differentiation potential. The study of osteogenic differentiation mechanism of MSCcan further promote its application in bone tissue engineering. Our previous study found that the expression abundance of AC132217.4 and IGF2 in human bone marrow mesenchymal stem cells (hMSCs) increased with the increased osteogenicdifferentiation time. And the interference and overexpression of AC132217.4 inhibited and promoted osteogenic differentiation and IGF2 expression of hMSCs, respectively. It is suggested that AC132217.4may regulate osteogenic differentiation of hMSCs through AC132217.4/ IGF2 singling. On this basis, this study intends to study the effect of AC132217.4 regulation on the mRNA and miRexpression duringhMSCsosteogenic differentiation, and then clarify the mechanism of action of AC132217.4 on osteogenic differentiation. At the same time, we try to elucidate the upstream regulation mechanism of AC132217.4 expression and splicing during osteogenicdifferentiatiothroughby using RNA-pull down, mass spectrometry and gene regulationtechnology. The implementation of this project will gain a deeper understanding of osteogenic differentiation of hMSCs, thereby promoting its application in bone tissue engineering.

间充质干细胞（MSCs）具有较强的成骨分化潜能，已成为骨组织工程中最为广泛应用的种子细胞。探讨MSCs成骨分化机制可进一步促进其在骨组织工程中的应用。我们前期研究发现在人骨髓间充质干细胞（hMSCs）中AC132217.4和IGF2表达丰度随着分化程度的增加而增加。AC132217.4干扰和过表达分别抑制和促进了hMSCs的成骨分化和IGF2的表达，表明AC132217.4/IGF2可能参与了hMSCs成骨分化的调节。由此，本课题拟通过研究AC132217.4对hMSCs成骨分化细胞中mRNA, miR的影响，明确AC132217.4对成骨分化的作用机制；同时，通过RNA-pull down，并结合质谱和基因调控等技术，阐明成骨分化过程中调控AC132217.4表达和剪接的上游机制。本项目研究将有助于深入认识hMSCs成骨分化的分子机制，为骨修复与骨组织工程研究提供新的科学理论依据。

间充质干细胞（MSCs）具有较强的成骨分化潜能，已成为骨组织工程中最为广泛应用的种子细胞。探讨 MSCs 成骨分化机制可进一步促进其在骨组织工程以及骨损伤修复中的应用。长链非编码 RNA（lncRNA）是一类转录长度大于 200bp 的非编码 RNA，有的甚至超过 10kb，可形成复杂的空间结构，可参与基因的多重调控，包括转录、转录后修饰、翻译、翻译后修饰等。尽管已有一系列研究表明 lncRNA 在间充质干细胞成骨分化中起重要的作用，但是仍有许多 lncRNA 在间充质干细胞成骨分化过程中的特殊功能不清楚。本研究发现在人骨髓间充质干细胞（hMSCs）中 lncRNA AC132217.4 的表达丰度随着分化程度的增加而增加，且 AC132217.4 的干扰和过表达分别抑制和促进了 hMSCs 的成骨分化，表明AC132217.4 参与了 hMSCs 成骨分化的调节。l另外，小鼠骨缺损模型中过表达AC132217.4促进了其骨修复。机制尚，我们探究了 AC132217.4 对 hMSCs 成骨分化的调控机制，发现 AC132217.4 通过影响 IGF2 的表达影响成骨分化。同时，我们还发现 AC132217.4 和 IGF2 的第 4 个外显子共用一套转录系统，ALX1通过与 IGF2 的 P4 启动子结合参与 AC132217.4 的转录调控；SRSF2剪切蛋白通过与 AC132217.4 pre-RNA 结合参与 AC132217.4 的剪切。总之，本研究系统地阐明了成骨分化过程中调控 AC132217.4 表达和剪接的上游机制。本研究将有助于深入认识 hMSCs 成骨分化的分子机理，为骨修复与骨组织工程研究提供新的科学理论依据。