基于大鼠激素性股骨头坏死模型探索仙灵骨葆胶囊调节miR-653-3p对骨代谢的影响

来源 :安徽中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wudidewohaha
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目的:通过Illumina HiSeq高通量测序技术寻找大鼠激素性股骨头坏死股骨头中差异表达的miRNA,并验证差异表达的miRNA,筛选出目标分子;探索miR-653-3p的表达与局部骨代谢之间的关系及潜在机制;用仙灵骨葆胶囊干预大鼠激素性股骨头坏死模型,观察仙灵骨葆胶囊对miR-653-3p的调控作用,探究仙灵骨葆胶囊预防和治疗激素性股骨头坏死的分子机制。方法:第一部分:建立大鼠激素性股骨头坏死模型,通过Illumina HiSeq高通量测序技术和综合生物信息学分析筛选出差异表达的miRNA并构建miRNA表达谱,最后通过实时荧光定量PCR验证差异表达的miRNA,并选定最终深入研究的miRNA。第二部分:制备腺相关病毒搭载miR-653-3p抑制剂转染激素性股骨头坏死模型大鼠,分别采用HE染色、TRAP染色、Western Blot等方法对大鼠股骨头微观结构及成骨、破骨细胞活性进行分析。第三部分:构建大鼠激素性股骨头坏死模型,并用仙灵骨葆胶囊进行干预,通过实时荧光定量PCR检测股骨头miR-653-3p表达情况;通过HE染色、Masson染色评价大鼠股骨头的结构变化;通过Western Blot验证大鼠股骨头骨重塑指标的变化。结果:第一部分:(1)Illumina HiSeq高通量测序:与正常组相比,模型组有48个miRNA的表达存在显著变化,且主要表现为表达上调,其中26个miRNA表达上调,22个miRNA表达下调。(2)GO和KEGG分析:GO分类方法分析后发现模型组/对照组差异表达的miRNA涉及的生物过程主要包括细胞增殖分化、细胞周期、信号转导和代谢等。根据KEGG分类方法分析后发现富集结果里差异基因富集到钙信号通路的程度最高。(3)实时荧光定量PCR:对富集到钙信号通路的四个miRNA(miR-301b-5p、miR-493-3p、miR-511-5p、miR-653-3p)进行的验证结果显示miR-493-3p的表达与基因芯片检测结果不一致,与对照组相比,模型组miR-493-3p表达量发生上调;miR-301b-5p、miR-511-5p、miR-653-3p的表达与基因芯片的结果相符,均有统计学意义(P<0.05),且miR-653-3p差异倍数最高。第二部分:(1)HE染色:对照组股骨头结构正常,骨小梁致密、连续,在显微镜下未见股骨头坏死征象;模型组和Model+NC组变化明显,出现典型骨坏死征象,可以观察到大量空腔隙,大部分骨小梁结构被纤维组织替代,局部骨小梁断裂,脂肪细胞和造血细胞出现坏死改变(细胞的细胞核或细胞边界消失);Model+anti-miR-653-3p组坏死改变少,空骨陷窝和坏死的骨髓细胞减少,仅有少量的空泡状组织。(2)TRAP染色:正常对照组和Model+anti-miR-653-3p组的TRAP染色显示出较少的破骨细胞活性;与正常对照组相比,Model组和Model+NC组的破骨细胞数量均显著增加(P<0.01)。与模型组相比,Model+anti-miR-653-3p组破骨细胞数量显著减少(P<0.01)。(3)Western Blot:与正常对照组相比,Model组和Model+NC组的Runx2、BMP2蛋白表达显著降低(P<0.01),RANKL蛋白表达显著升高(P<0.01);与模型组相比,Model+anti-miR-653-3p组Runx2、BMP2蛋白表达显著升高(P<0.01),RANKL蛋白表达显著降低(P<0.01)。第三部分:(1)实时荧光定量PCR:与正常对照组相比,模型组股骨头的miR-653-3p表达量显著升高(P<0.01);与模型组相比,模型+仙灵骨葆胶囊组miR-653-3p表达量显著降低(P<0.01),正常+仙灵骨葆胶囊组miR-653-3p表达量显著降低(P<0.01);与正常对照组相比,模型+仙灵骨葆胶囊组miR-653-3p显著升高(P<0.01)(2)HE染色:正常组和正常+仙灵骨葆胶囊组股骨头结构正常,骨小梁完整,厚薄均匀,排列规则;模型组骨小梁排列紊乱,普遍存在断裂,有大量坏死的骨细胞;模型+仙灵骨葆胶囊组股骨头内骨小梁结构完整,仅有少量空泡样组织。(3)Masson染色:正常组和正常+仙灵骨葆胶囊组胶原纤维覆盖骨小梁周围大部分区域,分布均匀,排列紧密。模型组胶原纤维阳性染色呈散发性,不易见纹状结构。模型+仙灵骨葆胶囊组可见骨小梁及骨边缘处大量蓝色染色胶原,骨代谢活跃。与正常对照组相比,模型组和模型+仙灵骨葆胶囊组胶原纤维面积显著减小(P<0.01);与模型组相比,模型+仙灵骨葆胶囊组胶原纤维面积显著增大(P<0.01)。(4)Western Blot:与正常对照组相比,模型组的BMP2和OPG蛋白表达显著下调(P<0.01);与模型组相比,模型+仙灵骨葆胶囊组BMP2蛋白表达显著上调(P<0.01),OPG蛋白表达上调(P<0.05),正常+仙灵骨葆胶囊组BMP2和OPG蛋白表达显著上调(P<0.01);与正常对照组相比,模型组RANKL蛋白表达显著上调(P<0.01);与模型组相比,正常+仙灵骨葆胶囊组RANKL蛋白水平显著下调(P<0.01),模型+仙灵骨葆胶囊组RANKL蛋白水平下调(P<0.05)。结论:1.激素性股骨头坏死涉及各种miRNA的表达变化,受多种因素和多条信号通路的调控,miR-653-3p在大鼠激素性股骨头坏死模型中显著高表达。2.抑制miR-653-3p的表达可以抑制破骨活性,促进成骨活性,有效防治早期股骨头坏死。3.仙灵骨葆胶囊可以降低糖皮质激素引起的miR-653-3p高表达,调节骨代谢,促进骨坏死区域的骨重塑。
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