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间充质干细胞(MSCs)由于其具有多向分化潜能、增殖快、低免疫原性和易于体外培养等优点,进而用来作为移植的种子细胞治疗和改善神经退行性疾病、骨质缺损、糖尿病、脑缺血等疾病。但是,移植的MSCs大部分停留在肺和其他组织的微小血管里,仅有少量的细胞能到达损伤部位,这限制了MSCs临床应用的效率。越来越多的研究证明microRNAs(miRNAs)参与调控细胞的多种生理活动,包括细胞增殖,迁移,分化和凋亡等。miR-9-5p是一类脑源性的miRNA,涉及调控细胞的迁移。在乳腺癌细胞中,高表达的miR-9-5p通过靶向钙粘蛋白(E-cadherin)的编码序列CDH1基因促进细胞迁移和侵袭。在神经胶质瘤细胞和结肠直肠癌细胞中,高表达的miR-9-5p分别通过下调神经纤维瘤蛋白(NF1)和α-连环蛋白(α-catenin)促进细胞迁移。相反,在成神经细胞瘤细胞和胃癌细胞中,miR-9-5p的表达是下调的,分别通过靶向基质金属蛋白酶14(MMP14)和RAB34抑制细胞迁移。这些报道说明,在不同的细胞中,miR-9-5p的表达水平是有差异的,对细胞迁移的调控也是不一样的。本文旨在研究miR-9-5p对MSCs迁移的调控机制,为MSCs的临床应用提供理论基础。 实验室之前的研究表明,HGF能够诱导MSCs的定向迁移。本实验结果显示,在HGF刺激的MSCs中,miR-9-5p的表达被上调。通过划痕实验和Boyden chamber实验发现,miR-9-5p的过表达促进MSCs迁移,miR-9-5p的低表达抑制MSCs迁移,且miR-9-5p促进MSCs向HGF的趋化性迁移。为了阐明miR-9-5p促进MSCs迁移的分子机制,我们通过靶基因预测软件筛选与迁移相关的基因,并首次验证了β-catenin信号通路的负调节子CK1α和GSK3β是miR-9-5p的直接靶基因。经典的β-catenin信号通路调控多种细胞活动,包括细胞命运决定,细胞分化和细胞迁移。因为miR-9-5p抑制CK1α和GSK3β,我们可以假设miR-9-5p激活β-catenin信号通路。为了验证这一假设,我们检测了β-catenin的激活形式(ABC)和降解形式(p-β-catenin)的蛋白水平以及β-catenin信号通路的转录活性。通过蛋白质免疫印迹实验发现,miR-9-5p上调ABC蛋白水平,下调p-β-catenin蛋白水平;miR-9-5p抑制剂下调ABC蛋白水平,上调p-β-catenin蛋白水平。细胞免疫荧光染色实验结果显示,在miR-9-5p高表达的MSCs中,β-catenin入核增多。通过TOP/FOPFlash报告基因实验,我们发现miR-9-5p激活TOP Flash(含有TCF/β-catenin结合位点)报告基因转录活性,而不影响FOP Flash(含有突变的TCF/β-catenin结合位点)报告基因转录活性。实时定量PCR实验结果显示miR-9-5p上调β-catenin信号靶基因c-Myc和Runx2的mRNA水平。以上这些结果显示,在MSCs中miR-9-5p能够激活β-catenin信号通路。进一步的实验结果显示,miR-9-5p对MSCs迁移的促进作用被β-catenin信号通路抑制剂FH535阻断,而miR-9-5p的抑制剂对MSCs迁移的抑制作用被β-catenin信号通路激活剂LiC1恢复,说明miR-9-5p促进MSCs迁移是通过激活β-catenin信号通路介导的。另外,miR-9-5p还参与调控MSCs中黏着斑的形成和细胞骨架的重排。总之,miR-9-5p在调控MSCs迁移过程中起到关键的作用,可以提高MSCs的迁移能力,以期使移植的MSCs能够更有效率地迁移到组织损伤部位。