成骨不全及其分子机制

成骨不全作为罕见性遗传性结缔组织疾病,具有临床异质性与遗传异质性,迄今已经分为15个亚型.有常染色体显性遗传与常染色体隐性遗传两种遗传方式.常染色体显性遗传以Ⅰ型胶原蛋白结构基因COL1A1、COL1A2突变为主.非Ⅰ型胶原蛋白突变的常染色体隐性遗传的成骨不全患者数量少,但致病基因种类多,涉及到胶原合成后异常修饰,胶原蛋白分子伴侣及羧基端前肽剪切酶缺陷、成骨细胞与破骨细胞分化及转录因子异常、钙离子通道与Wnt信号通路分子等诸多方面.致病基因及其机制的研究,对于成骨不全的基因确诊及个体化药物治疗意义重大.     

靶向Wnt1的miRNA与circRNA及其靶基因间相互作用的生物信息学分析

为对靶向Wnt1的7种mi RNAs进行circ RNAs及其靶基因的预测,同时分析其与circ RNAs及靶基因间的相互作用,分别采用Starbase及mi RWALK软件,对文献报道的靶向Wnt1基因的let-7e、mi R-21、mi R-34a、mi R-122、mi R-148a、mi R-148b与mi R-152等7种mi RNAs的circ RNAs和对应的靶基因进行生物信息学预测.利用Cytoscape 3.2.1对这7种mi RNAs和预测所得到的circ RNAs及对应的靶基因进行网络分析.并进一步对预测到的靶基因通过DAVID软件进行通路分析.Starbase软件对这7种不同mi RNAs所预测的靶circ RNAs的数量分别为58、15、41、20、28、28、28个.分别比较mi RWALK中7~9个以上软件共有的mi RNAs及其与靶基因的关系,发现CHD7基因是唯一一个在三种不同预测范围内与mi R-21、mi R-148a、mi R-148b和mi R-152等4种mi RNAs相对应的靶基因.CNOT6、NBEA、ZFYVE26与ZDHHC17是在两种不同预测范围内与至少4个mi RNAs相对应的靶基因.在7种mi RNAs所预测靶基因相关的KEGG信号通路中,7~9个软件以上共有的信号通路为Focal adhesion信号通路、MAPK信号通路、Notch信号通路与TGF-beta信号通路.在MAPK信号通路中DUSP1与MRPS35_hsa_circ_001042均分别是与mi R-21、mi R-148a、mi R-148b及mi R-152等4种mi RNAs相互作用的靶基因与circ RNA.本研究对靶向Wnt1的mi RNAs及其相互作用的circ RNAs、靶基因与信号通路等进行了网络分析与预测,为进一步分析它们之间的相互作用奠定了基础.     

成骨不全症血清中骨相关microRNAs的初步筛查

旨在初步筛选出成骨不全症(Osteogenesis imperfecta,OI)患者血清中差异表达的骨相关microRNAs(miRNAs),通过探讨其在该疾病中的可能作用,为进一步研究成骨相关miRNA的功能及miRNA在成骨不全症诊断中的应用奠定基础。首先用geNorm和NormFinder等程序挑选出适于血清miRNAs定量检测的内参基因,然后利用实时荧光定量PCR技术对miRanda,Targetscan和Pictar软件以及文献报道筛选出的骨形成相关miRNAs进行定量检测,最后用配对t检验统计学方法筛查出差异表达的骨相关miRNAs。结果显示6个候选内参基因在不同年龄、性别和用药情况的成骨不全症患者和健康个体血清中的表达稳定性良好(表达稳定值M<1.5),后经标准化因子配对差异(Pairwise variations)分析确定最适内参数目为4个(配对差异值V4/5=0.133<0.15),分别是miR-16、Let-7a、snRNAU6、miR-92a。通过在16个成骨不全症患者以及8个健康对照个体的血清中进一步检测miR-16、Let-7a、snRNAU6和miR-92a,发现其表达稳定性依然良好(M<1.5)。对100余种骨相关miRNAs进行实时荧光定量检测,发现11种miRNAs在成骨不全症患者血清中有差异表达(P<0.05),并且生物信息学分析显示这些差异表达的miRNAs很可能在成骨不全症的发生发展中起重要作用。以上实验结果表明成骨不全症患者血清中存在多种差异表达的骨相关miRNAs,而且这些miRNAs很可能成为一种用于成骨不全症血清学检查及诊断的生物标志物。