miR-3182调控LPPR4表达并抑制成骨细胞分化成熟的研究

doi:10.3877/cma.j.issn.2096-0263.2021.03.009

目的

本文通过细胞功能学实验探讨循环miR-3182和其靶基因磷酯磷酸化酶4（LPPR4）在成骨细胞分化成熟中的调控作用。

方法

本文通过对GEO数据GSE63446及GSE62402分析循环MicroRNA（miRNA）和组织表达谱信使RNA（mRNA）分别在人体低水平骨密度（BMD）与高水平BMD的表达谱的差异。对差异化表达的miRNA及其潜在调控靶点在表达谱芯片数据进行调控比对。对可能调控BMD水平的LPPR4基因进行过表达和微小RNA（siRNA）干扰方法研究其对人成骨细胞hFOB1.19分化成熟的研究。

结果

外周循环miR-3182在低BMD人群中显著高表达，其在区分高BMD和低BMD人群有非常好的敏感性和特异性。慢病毒质粒载体介导的miR-3182高表达显著降低细胞LPPR4基因mRNA水平和蛋白水平，并抑制成骨细胞hFOB1.19矿化结节形成。LPPR4蛋白高表达显著增加人成骨细胞hFOB1.19矿化结节的形成率和分化标志物OPG表达水平。

结论

受miR-3182调控的LPPR4基因促进成骨细胞分化。

关键词: MicroRNA-3182, LPPR4蛋白, 骨密度, 基因表达汇编数据库

Objective

This study aims to reveal the regulatory effect of miR-3182 and its target LPPR4 on osteoblasts differentiation and maturation.

Methods

The study employed GSE63446 and GSE62402 datasets to reveal the association of circulating miRNA and tissue mRNA in bone mineral density (BMD). The two datasets were cross validated based on targets prediction. Plasmid mediated LPPR4 gene overexpression or siRNA interference was used to investigate its regulatory role in osteoblasts differentiation and maturation.

Results

Circulating miR-3182 was highly expressed in low BMD group, indicating excellent sensitivity and specificity in BMD classification. Lentivirus plasmind mediated miR-3182 expression decreased LPPR4 protein level and inhibited osteoblast hFOB1.19 mineralized nodules formation. Ectogenic overexpression of LPPR4 promoted hFOB1.19 cells mineralized nodule formation, and induced biomarker OPG expression.

Conclusion

LPPR4 promotes osteoblasts hFOB1.19 differentiation and maturation.

Key words: MicroRNA-3182, LPPR4 protein, Bone density, Gene Expression Omnibus (GEO) Database

图1~2 miR-3182在GSE63446数据的表达水平。图1外周血循环miR-3182在BMD中的表达水平；图2 mir-3182对BMD水平的ROC分析

图3~6 GSE62402数据基因表达情况。LPPR4，ZNF697，TMEM14E and C1qTNF3基因mRNA水平在低BMD人群中显著低表达

图7~10 miR-3182调控LPPR4基因的翻译。图7 miR-3182与LPPR4基因mRNA末端结合的示意图；图8 LPPR4蛋白免疫印迹，actin作为内参；图9质粒shRNA2-3182-5p介导的miR-3182高表达抑制成骨细胞矿化结节的形成图；图10对图9视野内矿化结节进行半定量统计分析。

图11~15 LPPR4蛋白促进成骨细胞分化成熟。图11构建的LPPR4重组质粒与对照质粒均出现大于90%的阳性转染效率；图12 LPPR4蛋白免疫印迹；图13 LPPR4对成骨细胞矿化沉积结节的影响；图14~15 LPPR4高表达上调物OPG表达

表1 预测miR-3182参与的KEGG通路调控

序号	KEGG通路	p-value	基因名称
1	Prion diseases (hsa05020)	1.81612E-76	PRNP
2	RNA transport (hsa03013)	0.04291703	SENP2，NUP43
3	Systemic lupuserythematosus (hsa05322)	0.04291703	C2

表1 预测miR-3182参与的KEGG通路调控

序号	KEGG通路	p-value	基因名称
1	Prion diseases (hsa05020)	1.81612E-76	PRNP
2	RNA transport (hsa03013)	0.04291703	SENP2，NUP43
3	Systemic lupuserythematosus (hsa05322)	0.04291703	C2

1	Wainwright SA, Marshall LM, Ensrud K, et al. Study of osteoporotic fractures research G:hip fracture in women without osteoporosis [J]. J Clin Endocrinol Metab, 2005, 90(5): 2787-2793.
2	Kim NH, Hyun SK, Li XY, et al. A p53/miRNA-34 axis regulates Snail1-dependent cancer cell epithelial-mesenchymal transition [J]. J Exp Med, 2011, 208(12): i32-i32.
3	Hayes J, Peruzzi PP, Lawler S. MicroRNAs in cancer: biomarkers, functions and therapy [J]. Trends Mol Med, 2014, 20(8): 460-469.
4	Tang J, Li Y, Liu K, et al. Exosomal miR-9-3p suppresses HBGF-5 expression and is a functional biomarker in hepatocellular carcinoma [J]. Minerva medica, 2018, 109(1): 15-23.
5	Pethő A, Chen YH, George A. Exosomes in extracellular matrix bone biology [J]. Curr Osteoporos Rep, 2018, 16(1): 58-64.
6	Upala S, Yong WC, Sanguankeo A. Bone mineral density is decreased in fibromyalgia syndrome: a systematic review and meta-analysis [J]. Rheumatol Int, 2017, 37(4): 617-622.
7	Tang XL, Lin JT, Wang GH, et al. MicroRNA-433-3p promotes osteoblast differentiation through targeting DKK1 expression [J]. PLoS One, 2017, 12(6): e0179860.
8	周琨，陆霁，殷晓星，等. 血清miRNA-128a和miRNA-128b表达对胃癌早期诊断和预后的影响[J]. 复旦学报(医学版)，2019，06：15-19.
9	许从飞，王均. 非编码RNA药物的研究进展[J]. 生命科学，2018，30(2)：213-221.
10	Karabegovic I, Maas S, Medina-Gomez C, et al. Genetic Polymorphism of miR-196a-2 is Associated with Bone Mineral Density (BMD) [J]. Int J Mol Sci, 2017, 18(12): 2529.
11	Kelch S, Elizabeth RB, Seeliger C, et al. miRNAs in bone tissue correlate to bone mineral density and circulating miRNAs are gender Independent in osteoporotic patients [J]. Sci Rep, 2017, 7(1): 15861.
12	Zang D, Zhang C, Li C, et al. LPPR4 promotes peritoneal metastasis via Sp1/integrin alpha/FAK signaling in gastric cancer [J]. Am J Cancer Res, 2020, 10(3): 1026-1044.
13	Yu P, Agbaegbu C, Malide DA, et al. Cooperative interactions of LPPR family members in membrane localization and alteration of cellular morphology [J]. J Cell Sci, 2015, 128(17): 3210-3222.
14	章里西. microRNA对冠心病疑似致病基因LPPR4表达调控的初步研究[D]. 北京：北京协和医学院，2017.

[1]	谭钝, 蔡慧, 李贵求, 苏飞军, 潘祺, 雷毅, 童作明. 小核仁RNA宿主基因7和微小RNA-449a在膝骨关节炎的表达[J]. 中华关节外科杂志(电子版), 2022, 16(06): 683-689.
[2]	李书振, 秦煜, 王豪, 曾沣, 梁海波, 尹东. 骨质疏松对全膝关节置换术后失血量的影响[J]. 中华关节外科杂志(电子版), 2022, 16(03): 369-372.
[3]	郭子瑊, 毛兴佳, 高英杰, 高振中, 向川. 膝骨关节炎与膝关节周围骨密度的相关性研究进展[J]. 中华关节外科杂志(电子版), 2021, 15(05): 586-595.
[4]	杨霁, 黄顺梅, 王安鸽, 吴月, 杨云梅. 杭州地区老年人群中肌少症患病情况及其与骨质疏松症的相关性分析[J]. 中华危重症医学杂志(电子版), 2023, 16(03): 207-210.
[5]	陈跃圻, 罗睿, 向涵, 余泳妍, 余挺. 骨质疏松症与牙周炎的因果关系：一项两样本孟德尔随机化研究[J]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2023, 17(04): 292-298.
[6]	南方护骨联盟前列腺癌骨转移专家组. 前列腺癌骨转移诊疗专家共识（2023版）[J]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2023, 17(03): 201-208.
[7]	张茜, 刘叶青, 康雪莹, 孙兵兵, 刘岩, 胡丽叶, 周亚茹. 血清铁蛋白与绝经后骨质疏松症的相关性分析[J]. 中华老年骨科与康复电子杂志, 2023, 09(03): 166-171.
[8]	覃成禹, 周昊楠, 陈远明. 葛根素对绝经后骨质疏松大鼠不同部位骨骼的抗骨质疏松作用差异的研究[J]. 中华老年骨科与康复电子杂志, 2023, 09(01): 23-27.
[9]	周冉冉, 赵小芹, 王鑫蕾, 袁洁, 周曹慧, 刘雅克. FRAX、OSTA与骨代谢指标在评价绝经后2型糖尿病患者骨密度中的临床价值[J]. 中华老年骨科与康复电子杂志, 2022, 08(04): 237-242.
[10]	高俊, 蔡林秀, 张曦, 王娟, 李春梅, 胡继红. 老年髋部骨折患者血清戊糖素、RAGE、sRAGE水平与骨密度的关系[J]. 中华老年骨科与康复电子杂志, 2021, 07(02): 105-110.
[11]	周加军, 余永武, 周涵, 刘勇, 张凌. 甲状旁腺切除对继发性甲状旁腺功能亢进患者骨密度及骨代谢的影响[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2023, 17(06): 706-710.
[12]	田明达, 吴珺, 王会娟, 张欣, 沙玉英, 陈琳, 赵宾洋. 6297名0~3岁婴幼儿超声骨密度检测结果分析[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2023, 17(06): 644-647.
[13]	张慧, 闫彩凤, 冯尚勇, 谭璐, 阮莹莹, 宫祎慧. 2型糖尿病性骨质疏松危险因素及定量CT的早期诊断[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2020, 14(08): 613-618.
[14]	顾叶, 王秋霏, 薛峰, 彭育沁, 朱锋, 王熠军, 耿德春, 徐耀增. 经皮加压钢板联合唑来膦酸治疗老年骨质疏松性股骨颈骨折疗效分析[J]. 中华老年病研究电子杂志, 2022, 09(01): 32-37.
[15]	戚晓阳, 杨平, 杜忠秋, 邱旭升, 汤黎明, 陈一心. 袖状胃切除术对肥胖合并2型糖尿病大鼠模型骨密度的影响[J]. 中华肥胖与代谢病电子杂志, 2023, 09(02): 102-108.

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