基于lncRNA-miRNA-mRNA研究线粒体Bcl-2基因在骨质疏松发病中的作用及中药对其影响

Osteoporosis is a chronic senescet metabolic bone diseases along with the age growth.Mitochondria is the control center of cell about life activity and apoptosis.Bcl-2 gene plays a significant role in the regulation of mitochondrial function, however the regulation of mitochondrial apoptosis mechanism is still not yet fully understood, especially the role of causing osteoporosis is seldom researched.This topic focuses on lncRNA-miRNA-mRNA based on the previous research,(1)To observe the expression differences of microRNA/lncRNA array while osteoporosis occurs, the network diagram of osteoporosis related ceRNA (lncRNA-miRNA-mRNA) is structured by ceRNA technology analysis in view of the Bcl-2, then the target lncRNA and miRNA will be checked.(2)Osteoblast is transfected by the target of micrornas analogues (mimic) and the small interference RNA of the target lncRNA ,then the change of the target lncRNA, miRNA and Bcl-2 mRNA will be observed.(3)To explore the impact Bushenjianpihuoxue prescribe on the target lncRNA,the target miRNA and Bcl-2 mRNA through above the mode cell of the transfection posterity osteoblast.

骨质疏松是一种随年龄增长，逐渐发生的慢性衰老性骨代谢疾病。线粒体是细胞生命活动和细胞凋亡的控制中心。Bcl-2基因在调控线粒体功能中有重要作用，但其调控线粒体凋亡的机制目前仍未完全阐明，其在骨质疏松发病中的作用研究更少。本课题在前期研究基础上，从lncRNA-miRNA-mRNA着眼，（1）探讨骨质疏松发生时microRNA/lncRNA array表达差异情况，针对Bcl-2进行ceRNA技术分析，构建骨质疏松相关的ceRNA（lncRNA-miRNA-mRNA）网络图，并对目标lncRNA、miRNA验证。（2）将目标miRNA类似物（mimic）和针对目标lncRNA的小干扰RNA转染人成骨细胞，观察目标lncRNA、目标miRNA、Bcl-2 mRNA 的变化。（3）借助上述转染后人成骨细胞模型，研究补肾健脾活血方对目标lncRNA、目标miRNA和Bcl-2mRNA的影响。

本研究围绕骨质疏松症（OP）、线粒体BCL2和长链非编码RNA（lncRNA）展开，通过临床和细胞实验探寻OP新的发生机理和新的生物标志物及治疗靶点。取得主要成果如下：（1）骨骼样本lncRNA研究中发现OP中共有8623个注释lncRNA，3993个新lncRNA，3572个TUCP和80471个mRNA被调节失调；分析lncRNA表达特征，确定了283个lncRNA特异性表达。（2）骨骼样本miRNA研究中共检测出1185个miRNA，OP中共有134个差异miRNA；分析miRNA表达特征，确定了18个miRNA特异性表达。（3）骨骼样本circRNA研究中共检测到1050个circRNA，OP中有94个circRNA特异性表达。（4）骨骼肌样本lncRNA研究中发现5个lncRNA表达可能与OP患者总体生存率有关。（5）进一步建立骨骼lncRNA-miRNA-mRNA网络图和双荧光素酶检测确定基因靶向关系，选择目标lncRNA (ENST00000321517.3)、目标miRNA (miR-140-5p)和目标mRNA（BCL2L1）进行体外细胞实验，结果发现miR-140-5p能抑制ENST00000321517.3、BCL2L1的表达并促进hFOB1.19细胞凋亡。ENST00000321517.3与成骨细胞（OB）的增殖，BCL2L1蛋白表达正相关，且能降低OB凋亡水平。（6）补肾健脾活血方含药血清可以靶向影响ENST00000321517.3的转录表达进而影响下游miR-140-5p及BCL2L1的转录。这些研究发现了OP发生时的lncRNA、miRNA和mRNA特异表达谱和目标RNA，揭示了OP发病新机制并提供了中药防治新靶点。