解放军医学院学报

作者：徐丽群, 张丽君, 李高志, 张晓雁, 王艺璇, 胡泽兵, 曹新生, 石菲, 张舒

关键词：miR-138-5p基因, SIRT1基因, 模拟失重, 成骨细胞分化, MC3T3-E1细胞

  背景  机械刺激对于维持骨骼重塑和平衡至关重要，机械卸载引起的骨骼系统损伤是长期航天飞行的主要局限性之一。研究表明微小RNA(miRNA)可通过调控与骨形成相关的基因和信号通路调节成骨细胞功能。  目的  探究模拟失重下miR-138-5p/SIRT1信号通路对成骨细胞分化的影响，为失重性骨质丢失的在体靶向干预寻求治疗靶点。  方法  利用2D回转器对前成骨细胞MC3T3-E1进行模拟失重处理，验证沉默信息调节因子2相关酶I(SIRT1)及miR-138-5p在模拟失重下的表达发生变化；向MC3T3-E1细胞中转染miR-138-5p mimic、inhibitor、pcDNA3.1(+)-SIRT1及相应的阴性对照进行功能验证；向MC3T3-E1细胞中转染inhibitor -NC、miR-138-5p inhibitor后模拟失重处理48 h进行挽救实验；采用qRT-PCR方法检测miRNA及SIRT1、Runx2、Osx的mRNA表达变化；采用Western blot方法检测SIRT1、Runx2、Osx的蛋白表达变化；采用碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)活性检测和ALP染色方法检测成骨细胞分化能力的变化。  结果  模拟失重下，MC3T3-E1细胞中Runx2、SIRT1的mRNA及蛋白均表达下降(P＜0.01或P＜0.05)；转染miR-138-5p mimic和inhibitor后，qRT-PCR、Western blot、ALP活性及ALP染色检测均表明过表达miR-138-5p能够显著抑制成骨细胞分化，而抑制miR-138-5p能够促进MC3T3-E1细胞分化(P＜0.05或P＜0.01)。miR-138-5p mimic与pEX-SIRT1共转染实验表明miR-138-5p通过抑制SIRT1负调控成骨细胞分化(P＜0.01)。此外，抑制miR-138-5p可以降低模拟失重对成骨细胞的分化抑制，表现为促进SIRT1、Runx2、Osx mRNA和蛋白表达(P＜0.01)。  结论  SIRT1表达在模拟失重下下调，而miR-138-5p表达上调；miR-138-5p通过直接靶向SIRT1调控Runx2、Osx的mRNA及蛋白表达，抑制成骨细胞分化；此外，抑制miR-138-5p/SIRT1通路可以部分降低模拟失重对成骨细胞的分化抑制，miR-138-5p可以作为潜在的干预靶点。

来源：2021年第10期

《解放军医学院学报》期刊编辑部

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