mir-155通过Smad5调控骨髓间充质干细胞在镉致骨质疏松中的作用及机制研究

【作者】 莫丽君； 李冬丽； 王照洁； 吴璐； 卫秦芝； 刘启展； 杨杏芬；

【机构】 南方医科大学公共卫生学院食物安全与健康研究中心； 南京医科大学公共卫生学院；

【摘要】 目的探讨mir-155通过靶向Smad5调控成骨分化在镉致骨质疏松的作用,以揭示镉致骨损伤的分子机制,为寻找镉诱导健康危害的早期生物标志物和发现新的预防和治疗措施提供新线索。方法首先用不同浓度的氯化镉（CdCl₂）处理人源骨髓间充质干细胞株（hBMSCs）,ALP和茜素红染色观察不同时间点的成骨分化情况,qRT-PCR检测miR-155、靶基因Smad5及成骨转录因子Runx2、Osterix的表达水平。通过特异性抑制物miR-155inhibitor下调mir-155进行挽救性实验,此外,双荧光素酶报告基因检测miR-155与Smad5 mRNA的3’UTR区域结合。在上述细胞研究的基础上,观察SD大鼠在CdCl₂诱导骨质疏松中miR-155的变化及调控机制,分离大鼠骨髓间充质干细胞,microCT扫描、HE和TRAP染色大鼠股骨,ELISA检测大鼠血清骨转化指标BALP、BGP和TRACP-5b,qRT-PCR检测大鼠血清、骨组织、骨髓间充质干细胞中miR-155的表达,Western Blot检测骨组织中靶基因Smad5及Runx2、Osterix的蛋白表达。在不同镉水平暴露人群中进行进一步的随访研究,qRT-PCR检测血清中mir-155的表达,探索mir-155作为镉诱导骨质疏松的生物标志物的可行性。结果 CdCl₂抑制骨髓间充质干细胞的成骨分化,使miR-155表达水平升高;抑制miR-155表达则可以阻断CdCl₂诱导的变化。双荧光素酶报告基因检测证实miR-155与靶基因Smad5直接相互作用。CdCl₂染毒致大鼠骨小梁丢失和骨小梁结构损伤,同时抑制大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化,骨形成标志物BALP和BGP的表达降低;染毒组大鼠血清、骨组织、骨髓间充质干细胞中miR-155高表达,而大鼠骨组织中靶基因Smad5及Runx2、Osterix的蛋白表达降低。镉暴露人群中也发现mir-155高表达。结论本研究结果显示miR-155通过靶向Smad5调控成骨分化在镉致骨质疏松的作用机制,提示miR-155可能是镉诱导骨质疏松的早期生物标志物。更多还原