LncRNA ODIR1通过组蛋白修饰调控Osterix参与干细胞成骨分化的 机制研究
批准号:
81871498
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
彭淑平
依托单位:
学科分类:
组织器官再生机制与调控
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨胜、龙海涛、刘玉昆、杨丽婷、何世微、钟雁城、张艳茹、马昊田、曹丽华
中文摘要
诱导干细胞定向成骨分化是骨再生医学领域的研究前沿。申请人前期研究发现间充质干细胞诱导成骨分化时LncRNA表达谱发生改变,尤其是Lnc ODIR1显著下调,敲低其表达可通过上调成骨特异性转录因子Osterix促进成骨,而过表达则抑制成骨分化;并能结合组蛋白H2A,H2B和H4及泛素连接酶FBXO25、CUL3、BARD1和甲基转移酶ZNF518A,因此提出了Lnc ODIR1可能通过组蛋白修饰影响Osterix调控干细胞成骨分化的科学假说。本项目拟利用CRISPR/Cas9敲低、CHIRP和CLIP等新技术研究Lnc ODIR1如何招募FBXO25、CUL3和BARD1调控组蛋白H2A/H2B的泛素化和招募ZNF518A调控组蛋白H4的甲基化进而影响Osterix表达,提出通过敲低Lnc ODIR1的表达水平促进成骨分化的策略,将为再生医学领域骨缺损修复和成骨障碍性疾病的治疗提供新的思路。
英文摘要
Osteogenic lineage commitment of mesenchymal stem cells is the research focus and the frontier of regenerative medicine of bone repair. Our previous studies have found that the expression profile of long non-coding RNAs was altered when the umbilical cord mesenchymal stem cells (hUC-MSCs) commit osteogenic differentiation. Among those, a long non-coding RNA, ODIR1 (osteogenic differentiation inhibitory RNA 1,briefly named as Lnc ODIR1) was significantly down-regulated. Knockdown of Lnc ODIR1 promotes the osteogenesis of MSCs. Over-expression of Lnc ODIR1 decreases the expression of osterix, a specific activated transcription factor in osteoblasts and inhibits osteogenesis of MSCs. RNA-pull down assay combined with mass spectrometry analysis and Western Blot analysis confirmed that Lnc ODIR1 was bound to histone H2A, H2B, H4, and ubiquitination-associated protein FBXO25, BARD1, CUL3 and methylation-associated protein ZNF518A. Therefore, it is proposed that Lnc ODIR1 regulates the osterix-mediated osteogenic differentiation of hUC-MSCs through controlling histone modification. This project aims to further explore how Lnc ODIR1 affects histone H2A/H2B ubiquitination through FBXO25, BARD1 and CUL3 and methylation of histone H4 through ZNF518A, thereby inhibiting the transcriptional osterix during osteogenic differentiation of MSCs with a series of new advanced technologies(CRISPR, CHIRP and CLIP,etc). The implementation of this project supports that knockdown Lnc ODIR1 in mesenchymal stem cells promotes the osteogenic differentiation, which provides novel ideas and strategies for the treatment of bone defects and osteogenic disorders.
在自然科学基金委的资助下,申请人承担的项目“LncRNA ODIR1通过组蛋白修饰调控OSX参与干细胞成骨分化的机制研究”,以LncRNA ODIR1为切入点,从细胞模型、分子水平以及实验动物等不同层面,查明了LncRNA ODIR1抑制干细胞成骨分化的作用机制;发现了LncRNA ODIR1与CUL3和FBXO25结合并且可能通过招募E3泛素连接酶CUL3促进FBXO25的泛素化降解从而下调FBXO25蛋白水平;发现了FBXO25通过调控H2BK120ubi和H3K4me3在OSX启动子出的富集来促进OSX的表达从而调控成骨分化;明确了LncRNA ODIR1体内抑制成骨分化的作用。本项目的研究结果提示敲低Lnc ODIR1表达水平促进成骨分化的策略,为再生医学领域骨缺损修复和成骨障碍性疾病的治疗提供了新的思路。目前相关研究成果发表SCI研究论文10篇,代表性论文发表在Cell Death Dis等国际期刊;授权国家专利8项;参与出版专著1部;培养研究生6名(2人获得国家研究生奖学金);获奖4项。
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LncRNA ODIR1 inhibits osteogenic differentiation of hUC-MSCs through the FBXO25/H2BK120ub/ H3K4me3/OSX axis
LncRNA ODIR1 通过 FBXO25/H2BK120ub/H3K4me3/OSX 轴抑制 hUC-MSC 的成骨分化
DOI:
--
发表时间:
2019
期刊:
Cell Death Dis
影响因子:
--
作者:
[He S, Yang S, Zhang Y, Li X, Gao D, Zhong Y, Cao L, Ma H, Liu Y, Li G, Peng S, Shuai C]
通讯作者:
Shuai C
Functionalized BaTiO3 enhances piezoelectric effect towards cell response of bone scaffold
功能化 BaTiO3 增强骨支架细胞反应的压电效应
DOI:
10.1016/j.colsurfb.2019.110587
发表时间:
2020-01-01
期刊:
COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES
影响因子:
5.8
作者:
[Shuai, Cijun, Liu, Guofeng, Peng, Shuping]
通讯作者:
Peng, Shuping
In Situ Generation of Hydroxyapatite on Biopolymer Particles for Fabrication of Bone Scaffolds Owning Bioactivity
生物聚合物颗粒上原位生成羟基磷灰石用于制造具有生物活性的骨支架
DOI:
10.1021/acsami.0c13768
发表时间:
2020-10-14
期刊:
ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子:
9.5
作者:
[Feng, Pei, Peng, Shuping, Min, Anjie]
通讯作者:
Min, Anjie
Constructing core-shell structured BaTiO3@carbon boosts piezoelectric activity and cell response of polymer scaffolds
构建核壳结构BaTiO3@carbon可增强聚合物支架的压电活性和细胞响应
DOI:
10.1016/j.msec.2021.112129
发表时间:
2021-04-26
期刊:
MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING C-MATERIALS FOR BIOLOGICAL APPLICATIONS
影响因子:
7.9
作者:
[Qi, Fangwei, Zeng, Zichao, Shuai, Cijun]
通讯作者:
Shuai, Cijun
In Situ Growth of a Metal-Organic Framework on Graphene Oxide for the Chemo-Photothermal Therapy of Bacterial Infection in Bone Repair.
氧化石墨烯上金属有机框架的原位生长,用于骨修复中细菌感染的化学光热疗法。
DOI:
10.1021/acsami.2c04841
发表时间:
2022-05
期刊:
American Chemical Society
影响因子:
--
作者:
[Youwen Yang, Jun Zan, Yang Shuai, Liuyimei Yang, Lemin Zhang, Hanqing Zhang, Dongsheng Wang, Shuping Peng, Cijun Shuai]
通讯作者:
Cijun Shuai
共 10 条
子宫内壁纤维化防治生物材料的研发
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批准号:2025JK2127
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2025
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负责人:彭淑平
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依托单位:
Lnc-PPP2R1B作为增强子RNA招募剪切体复合物调控干细胞成骨分化的机制研究
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批准号:82072084
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2020
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负责人:彭淑平
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依托单位:
Lin28A/ROCK2交互作用靶向RAN和HSBP1调控卵巢癌干细胞的功能及分子机制研究
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批准号:81572577
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2015
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负责人:彭淑平
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依托单位:
血浆/血清异常表达miR-17, miR-20a, miR-29c, 和miR-223在鼻咽癌中的临床意义和功能研究
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批准号:81372366
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项目类别:面上项目
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资助金额:16.0万元
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批准年份:2013
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负责人:彭淑平
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依托单位:
鼻咽癌血清miRNA分子标志物筛选及机制初步研究
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批准号:81000972
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2010
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负责人:彭淑平
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依托单位:
国内基金
海外基金