微小RNA-151-5p通过转化生长因子-β通路参与骨折愈合的早期调控过程

(整期优先)网络出版时间:2023-03-15
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摘要目的探讨微小RNA(miRNA,miR)-151-5p在骨折愈合方面的作用。方法建立标准的大鼠股骨干骨折愈合模型(郑州大学动物中心),基因芯片分析血浆miRNA的表达。应用生物信息学方法模拟miRNA与靶基因配对,并寻找相关的靶通路。细胞实验验证miR-151-5p对成骨细胞(大鼠颅骨提取)的影响。最后,再次建立骨折愈合模型,给予miR-151-5p模仿物和抑制物,利用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测转化生长因子-β(TGF-β)通路主要蛋白的表达。正态分布数据应用student-t检验,miRNA数据应用Benjamini & Hochberg方法进行比对。结果在大鼠骨折模型血浆结果显示miR-151-5p在骨折愈合7 d时显著高于对照组(对照比7 d为58.16±8.17比201.40±7.23,F=25.09,P<0.01),GSE93083数据集中骨折患者miRNA-151-5p表达量较健康组明显升高(骨折患者比健康人为12.25±0.17比12.00±0.19,t=2.446,P<0.01)。通过生物信息学分析,miR-151-5p的靶基因参与丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路,胰岛素信号通路,上皮细胞间质转型(EMT)信号通路,Ras信号通路以及TGF-β信号通路的调控。文献分析富集结果提示,miR-151-5p的靶基因主要参与TGF-β信号通路的调控。细胞实验提示miR-151-5p可以抑制成骨细胞增值活性,并抑制成骨细胞TGF-β通路表达。骨折愈合模型中,miR-151-5p模仿物PLCG1(miR-151-5p模仿物比抑制物组为3.99±2.06比10.36±2.87,q=4.596,P<0.05)和MAPK8(miR-151-5p模仿物比抑制物组为4.93±1.543比17.49±5.328,q=4.533,P<0.01)较抑制物组显著增高。结论miR-151-5p是通过TGF-β参与骨折愈合的早期调控过程。