miRNAs和Smad信号通路在决定干细胞定向分化成肌腱或软骨细胞中的作用和调控网络机制

目前关于决定干细胞定向分化成肌腱细胞的关键调控基因，及具体的分子调控网络机制尚不明确。总结相关文献结果，提示miRNAs和TGFβ/BMP-Smad信号通路可能是决定干细胞向肌腱细胞，或软骨细胞，或肌腱和软骨细胞混合成分哪一个方向分化的关键调控因素；因此拟通过分析干细胞在上述三种分化途径中miRNAs和Smads表达差异，寻找决定干细胞定向肌腱细胞分化的关键miRNAs，总结上述三种分化途径中Smads表达规律；并对上述关键miRNAs以及Smad信号通路进行生物信息学和功能分析研究，来明确肌腱细胞定向分化的关键调控基因，探究精确调控肌腱≒软骨细胞分化方向的关键机制和调控网络。揭示上述机制，可能为我们提供更多的方法来促进损伤肌腱和肌腱端的功能修复和再生、促进骨折愈合、促进椎间盘纤维环修复/再生，预防关节周围手术术后或脊柱周围韧带异位骨化。

目前对干细胞的成骨分化分子调控机制的研究主要集中于从基因水平、信号通路水平、microRNA水平等不同角度进行探讨，有研究表明miRNAs和TGFβ/BMP-Smad信号通路是决定干细胞向肌腱细胞，或软骨细胞，或肌腱和软骨细胞混合成分哪的一个关键调控因素；我们通过分析小鼠间充质干细胞C3H10T12在成骨分化中miRNAs和Smads表达差异，结果显示15条miRNAs在决定干细胞定向肌腱细胞分化中起重要作用，通过筛选出有明显差异变化的miRNA的靶基因数目，以及构建靶基因 3’UTR-荧光素酶报告载体（pmiR-RB-REPORT™），进行双荧光素酶报告基因检测，观察荧光素酶活性的影响，鉴定靶基因真实性。通过构建C3H10T1/2细胞过表达和低表达模型，并进行成骨诱导，在诱导期间观察并运用qRT-PCR及Western-blot检测技术分析不同处理组之间成骨分化效果的差异，进一步验证靶基因的真实性。结果发现2条精确调控肌腱≒软骨细胞分化方向的调控网络，分别是miRNA-93-5p通过靶向调控Smad5的表达和miRNA-99a-5p通过调控Prdm1的表达抑制小鼠间充质干细胞C3H10T12成骨分化。上述机制为我们从基因角度来促进损伤肌腱和肌腱端的功能修复和再生、促进骨折愈合、促进椎间盘纤维环修复/再生，预防关节周围手术术后或脊柱周围韧带异位骨化提供依据。