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METTL3介导S1P通路m6A修饰调控早期OA软骨下骨重塑的机制研究

批准号:
82072506
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
李宇晟
依托单位:
学科分类:
骨、关节、软组织退行性病变
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李宇晟

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
软骨下骨异常骨重塑是骨关节炎(OA)发病的重要因素。研究证明1-磷酸鞘氨醇(S1P)可调控骨重塑过程。本项目前期实验发现:OA软骨下骨S1P通路m6A甲基化水平显著升高,m6A相关酶中甲基转移酶METTL3特异性高表达,且METTL3可作用于S1P裂解酶(SPGL)。结合最新文献,我们提出假说:METTL3可介导S1P通路m6A甲基化调控软骨下骨骨重塑影响早期OA进展,此过程与软骨下骨中骨髓间充质干细胞的成骨分化密切相关。课题组拟利用高通量测序、CRISPR-Cas9基因编辑等前沿技术,锚定METTL3-SPGL1-S1P轴,通过临床样本检测、细胞实验和转基因动物模型系统阐释S1P通路调控软骨下骨重塑影响OA发病的机制。本项目聚焦软骨下骨异常骨重塑,交叉融通了磷脂代谢与表观遗传调控理论,有望为解析OA发病机制提供新证据,为OA治疗提供精准靶点。
英文摘要
Aberrant subchondral bone remodeling may be the initial factor of osteoarthritis (OA). It has been proved that sphingosine 1-phosphate (S1P) can balance the process of bone remodeling. In the previous experiment of this project, we found that the methylation level of m6A in S1P pathway of subchondral bone of OA was significantly increased, and METTL3 was highly expressed among m6A related enzymes. Moreover, METTL3 was closely linked to S1P lyase (SPGL) in experiments and informatics. We hypothesized that METTL3 mediates the methylation of m6A in S1P pathway to regulate the remodeling of subchondral bone, which may be related to the change of stem phenotype and osteogenic differentiation ability of BMSCs in subchondral bone. The research team are going to anchor METTL3-SPGL1-S1P axis by using cutting-edge technologies such as high-throughput sequencing, CRISPR-Cas 9 gene editing, and verified the scientific hypothesis through clinical sample testing, cell experiments and animal model evaluation. Through the cross fusion of subchondral bone, phospholipid metabolism and epigenetics, this project is expected to provide new evidence for clarifying the pathogenesis of OA and provide accurate targets for the epigenetic targeted therapy of OA.
目的:研究m6A修饰在软骨下骨骨重塑中的作用、以及软骨下骨骨重塑在OA发病中的作用及相关机制。方法:收集临床组织样本分析OA患者与健康人软骨下骨m6A整体水平,筛选m6A甲基化关键候选通路和关键酶METTL3;构建METTL3敲除鼠模型,并制备OA动物模型,采用m6A RNA Methylation Assay Kit 检测各组样品m6A水平,HE染色检测病理情况,采用阿尔新蓝和番红O固绿染色检测正常软骨组织和骨关节炎软骨组织软骨损伤情况;m6A RNA免疫共沉淀实验检测SGPL1基因RNA m6A甲基化水平,LUC实验检测METTL3对SGPL1翻译的影响;LV-METTL3慢病毒感染小鼠BMSCs,分析SGPL1抑制剂DOP调控S1P通路对OA模型软骨下骨骨重塑和BMSCs成骨分化的影响;qPCR和WB检测OA中miR-8485表达水平,在IL-1β诱导的C28/I2细胞中探讨miR-8485表达变化对CRLF1和信号通路相关因子表达及细胞活性降低,凋亡和炎症水平的影响。结果:m6A甲基化关键基因METTL3与OA临床进展密切相关;METTL3敲除可部分恢复OA小鼠模型软骨下骨损伤,显著降低m6A修饰水平,促进骨生成关键因子BMP2、BMP4、RUNX2等和S1P通路关键因子Smad1/5/8、Smad2/3表达,并抑制SGPL1的表达。m6A RNA免疫共沉淀和LUC实验检测发现METTL3介导了S1P裂解酶SGPL1的m6A修饰,增强SGPL1表达;DOP能够减弱OA严重程度,恢复OA模型小鼠骨生成因子及S1P通路相关因子表达;细胞实验证明METTL3过表达抑制骨生成因子及S1P通路相关因子表达。miR-8485在OA中表达下调,下调miR-8485或IL-1β处理C28/I2细胞后,细胞活性降低,凋亡和炎症水平增加,并抑制MAPK/ERK和PI3K/AKT信号通路的激活,miR-8485上调则得到相反结果。结论:证明了RNA甲基转移酶METTL3在骨关节炎中显著上调表达,并介导的SGPL1的m6A修饰,增强其表达,进而抑制S1P,降低BMSCs成骨分化潜能,最终导致软骨下骨骨重塑失衡。此外,还揭示了miR-8485能够通过抑制MAPK/ERK和PI3K/AKT信号通路抑制CRLF1的表达,从而减轻IL-1β诱导的软骨细胞炎症,为OA的临床治疗提供潜在靶点。
SEMAs阳性脂肪干祖细胞在骨关节炎疼痛抑制和软骨修复中的作用及机制研究
  • 批准号:
    92268115
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    70.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    李宇晟
  • 依托单位:
从OPN介导的巨噬细胞与滑膜细胞相互作用探讨骨关节炎发病的分子机制
  • 批准号:
    81874030
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    李宇晟
  • 依托单位:
miRNA-376a/c-TGF-α通路调控骨肉瘤干细胞增殖和转移的实验研究
  • 批准号:
    81402224
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    李宇晟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金