miR-21通过调节TGF-β/activin信号通路影响人骨髓间质干细胞向成骨细胞分化的机制

目的研究miR-21调控转化生长因子(TGF)-β/activin信号通路对人骨髓间质干细胞(BMSCs)分化为成骨细胞的影响。方法将BMSCs培养后分为空白对照组(无转染)、miR-21过表达组(转染miR-21 mimics)及miR-21敲低组(转染miR-21 inhibitor)后对细胞进行转染,TGF-β/激活蛋白(activin)信号通路上miR-21的靶基因为TGF-β受体Ⅱ(TGF-βR2)、TGF-β1,RT-PCR检测miR-21、TGF-βR2、TGF-β1、骨特异性转录因子(Runx2)、成骨细胞特异基因(Osterix)mRNA;Western印迹检测TGF-βR2、TGF-β1、Runx2、Osterix蛋白;检测成骨细胞钙沉积、碱性磷酸酶(ALP)活性及骨桥蛋白(OPN)的表达。结果与空白对照组相比,miR-21过表达组中TGF-β1与TGF-βR2 mRNA及蛋白的表达均显著上升(P<0.05),而miR-21敲低组中TGF-β1与TGF-βR2 mRNA及蛋白的表达显著降低(P<0.05)。miR-21与TGF-β1、TGF-βR2基因均呈正相关(r=0.568,P<0.05;r=0.627,P<0.05)。与miR-21敲低组、空白对照组对比,miR-21过表达组可以显著提高ALP的活性、相同时间内钙沉积较明显并且其PCR扩增产物也较长。miR-21过表达组中Rumx2与Osterix mRNA及蛋白的表达较对照组显著上升(P<0.05),而miR-21敲低组中成骨细胞Rumx2与Osterix mRNA及蛋白的表达较空白对照组和miR-21过表达组显著降低(P<0.05)。miR-21与成骨细胞相关基因Rumx2、Osterix均呈正相关(r=0.627,P<0.05;r=0.516,P<0.05)。结论miR-21能够促进BMSCs分化为成骨细胞,其机制可能是通过上调TGF-β/activin信号通路中TGF-β1、TGF-βR2的表达。