力学响应性G四链体是骨细胞适应机械刺激的重要机制

目的骨细胞是骨组织中的力学感受器,通过产生和分泌生物活性物质等方式来响应力学刺激,并把力学信号传递给效应细胞,调节骨形成及骨重塑。G四链体作为核酸二级结构与细胞应激或外界环境响应密切相关。因此本研究的目的在于明确G四链体结构在骨细胞力学响应中的功能与作用机制。方法本研究使用随机回转和超重离心机等对骨细胞进行力学刺激处理,并利用CUT&tag、RNA-seq、Hi CUT等多组学技术和生物信息学方法完成了力学处理下的全基因组G四链体分布文库和转录组文库构建和分析。结果细胞免疫荧光结果显示,G四链体在力学刺激处理后相比于地面组显著增加。构建的CUT&tag文库分析显示G四链体在全基因组上的分布增加,且增加的峰与多个基因和通路相关。与此同时,Western Blot的分析结果显示力学刺激后,多种组蛋白乳酸化修饰水平上升,与地面组具有显著差异。结论力学刺激会改变骨细胞核内核酸二级结构G四链体的构象和分布,从而影响表观遗传学景观如组蛋白乳酸化修饰及相关通路变化,从而使骨细胞极速响应力学刺激并适应性表达多个分子完成其力学感受器的功能。