CN108841782A - 一种miR-99a-5p表达促进剂在骨髓间充质干细胞分化中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种miR‑99a‑5p表达促进剂在骨髓间充质干细胞分化中的应用。骨髓间充质干细胞是来源于中胚层的一类干细胞,其在体外具有多方向分化潜能,存在于骨髓内并具有明显贴壁能力,可分化为成骨细胞、心肌细胞、脂肪细胞等多种细胞,其在骨代谢调节中起着较为关键的作用。本发明发现,甘松香酮E、甘松香酮D、甘松香酮B、山尖菜内酯为miR‑99a‑5p的表达促进剂,该四种miR‑99a‑5p表达促进剂可以有效促进骨髓间充质干细胞成骨分化,现有技术没有报道过本发明技术方案,也不存在技术启示。
Description
技术领域
本发明属于生物领域,涉及骨髓间充质干细胞的分化调控,具体涉及一种miR-99a-5p表达促进剂在骨髓间充质干细胞分化中的应用。
背景技术
因创伤、肿瘤、骨质疏松等造成的骨不连、骨缺损等一直是骨科医师需要解决的难题,骨组织工程学的长足发展有望在未来攻克这一问题。任何组织工程骨构建均由种子细胞、培养环境与支架材料组成。骨髓间充质干细胞是来源于中胚层的一类干细胞,其在体外具有多方向分化潜能,存在于骨髓内并具有明显贴壁能力,可分化为成骨细胞、心肌细胞、脂肪细胞等多种细胞,其在骨代谢调节中起着较为关键的作用。机体增加骨量和维持骨量的细胞来源主要为骨髓间充质干细胞分化成的成骨细胞,是人体骨骼维持健康的重要因素。骨髓间充质干细胞比较容易获得,体外扩增后仍无免疫原性,且易转染外源性基因并能长期传代表达。另外,应用骨髓间充质干细胞进行自体移植实验和治疗时几乎不受伦理学限制。
体外骨髓间充质干细胞的增殖分化可以受多因素的准确调控,因此它一致被视为移植实验和治疗首选的干细胞。促进骨髓间充质干细胞定向分化的药物研究也从未停滞。
发明内容
本发明目的在于提供一种miR-99a-5p表达促进剂在骨髓间充质干细胞分化中的应用。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的:
甘松香酮E或甘松香酮D用作miR-99a-5p表达促进剂的用途。
甘松香酮E或甘松香酮D用于制备促进间充质干细胞成骨分化的药物的用途。
优选地,所述间充质干细胞为骨髓间充质干细胞。
一种促进间充质干细胞成骨分化的药物制剂,含有甘松香酮E或甘松香酮D,还含有药学上可以接受的载体或赋形剂,制成药学上可以接受的剂型。
优选地,所述药学上可以接受的载体或赋形剂包括一种或多种固体、半固体或液体辅料。
优选地,所述药学上可以接受的剂型包括片剂、胶囊剂、颗粒剂、注射剂、丸剂、糖浆剂、散剂、膏剂。
优选地,所述间充质干细胞为骨髓间充质干细胞。
甘松香酮B用作miR-99a-5p表达促进剂的用途。
甘松香酮B用于制备促进间充质干细胞成骨分化的药物的用途。
优选地,所述间充质干细胞为骨髓间充质干细胞。
一种促进间充质干细胞成骨分化的药物制剂,含有甘松香酮B,还含有药学上可以接受的载体或赋形剂,制成药学上可以接受的剂型。
优选地,所述药学上可以接受的载体或赋形剂包括一种或多种固体、半固体或液体辅料。
优选地,所述药学上可以接受的剂型包括片剂、胶囊剂、颗粒剂、注射剂、丸剂、糖浆剂、散剂、膏剂。
优选地,所述间充质干细胞为骨髓间充质干细胞。
山尖菜内酯用作miR-99a-5p表达促进剂的用途。
山尖菜内酯用于制备促进间充质干细胞成骨分化的药物的用途。
优选地,所述间充质干细胞为骨髓间充质干细胞。
一种促进间充质干细胞成骨分化的药物制剂,含有山尖菜内酯,还含有药学上可以接受的载体或赋形剂,制成药学上可以接受的剂型。
优选地,所述药学上可以接受的载体或赋形剂包括一种或多种固体、半固体或液体辅料。
优选地,所述药学上可以接受的剂型包括片剂、胶囊剂、颗粒剂、注射剂、丸剂、糖浆剂、散剂、膏剂。
优选地,所述间充质干细胞为骨髓间充质干细胞。
有益效果:
本发明发现,甘松香酮E、甘松香酮D、甘松香酮B、山尖菜内酯为miR-99a-5p的表达促进剂,该四种miR-99a-5p表达促进剂可以有效促进骨髓间充质干细胞成骨分化。
附图说明
图1为甘松香酮E、甘松香酮D、甘松香酮B、山尖菜内酯化学结构式;
图2为各组骨髓间充质干细胞中miR-99a-5p表达水平;
图3为各组骨髓间充质干细胞中碱性磷酸酶活性;
图4为各组骨髓间充质干细胞中Ⅰ型胶原蛋白浓度;
图5为各组骨髓间充质干细胞中骨钙素浓度;
图6为各组骨髓间充质干细胞中钙结节数量。
具体实施方式
下面结合附图和实施例具体介绍本发明实质性内容,但并不以此限定本发明的保护范围。
一、实验材料
胎牛血清、IMDM培养基购自美国GIBCO公司,大鼠骨钙素酶联免疫试剂盒、大鼠Ⅰ型胶原蛋白酶联免疫试剂盒购自CUSABIO公司,碱性磷酸酶测试盒购自南京建成公司。
甘松香酮E(CAS号:119403-27-9)、甘松香酮D(CAS号:119403-26-8)、甘松香酮B(CAS号:115370-61-1)、山尖菜内酯(CAS号:58879-96-2)购买或自制,纯度不低于98%。化学结构式如图1所示。
二、实验方法
1、骨髓间充质干细胞的原代分离、培养及传代
颈椎脱臼法处死3周龄健康雄性SD大鼠,置于体积分数为75%乙醇中浸泡5min后,无菌条件下分离出四肢的股骨及肱骨,并放入缓冲液(含青霉素-链霉素)中浸洗3次,去除长骨的骨骺端,用含10%胎牛血清的IMDM培养基反复冲洗骨髓腔,并将含骨髓细胞的培养基加入15mL离心管中,室温离心,弃上清液,加入含10%胎牛血清的IMDM培养基,均匀接种于25mL培养瓶,置入37℃、体积分数为5%CO2、饱和湿度的细胞培养箱中,48h后首次换液,弃除不贴壁的悬浮细胞,此后每48h换液1次。待贴壁细胞长至80%~90%融合时,胰酶消化,以1:2的比例传代。
2、骨髓间充质干细胞分组及体外诱导分化
取第4代骨髓间充质干细胞,消化后调整细胞浓度至1×107/L,接种于25mL培养瓶中,将培养细胞分为对照组、甘松香酮E组、甘松香酮D组、甘松香酮B组、山尖菜内酯组。培养24h后进行定向诱导,对照组加入基础成骨诱导剂(地塞米松1×10-8mol/L、β-甘油磷酸钠1×10-2mol/L、抗坏血酸5×10-2g/L),甘松香酮E组、甘松香酮D组、甘松香酮B组、山尖菜内酯组在基础成骨诱导剂基础上再添加20μM甘松香酮E、甘松香酮D、甘松香酮B或山尖菜内酯。持续诱导21d,隔天半量换液,7d传代1次。
3、RT-PCR测定骨髓间充质干细胞中miR-99a-5p表达水平
收集各组成骨诱导7d的细胞,加入Trizol提取细胞总RNA,测定浓度后,用PrimeScrip RT Master Mix(反转录试剂盒),按照500ng/10μl的体系反转录成50μl的cDNA,用SYBR Premix Ex Taq(荧光定量PCR试剂盒)以20μl体系在ABI7500实时荧光定量PCR仪上检测miR-99a-5p相对表达量。用β-actin基因表达水平作为内参,计算miR-99a-5p/β-actin基因的比值代表miR-99a-5p的相对表达水平,基因表达相对定量计算采用仪器自带软件。
miR-99a-5p和β-actin的引物由上海吉玛制药技术有限公司设计合成,序列如下:
miR-99a-5p上游引物:5’-TCGCTAGGATGTTGTGTCATCACATCA-3’;
miR-99a-5p下游引物:5’-AGCAGACTTTGATGAAGTACCACTGTT-3’;
β-actin上游引物:5’-ATATACGCGCAGTCGACTT-3’;
β-actin下游引物:5’-TAAATTGACGCGCGTTCAC-3’。
4、碱性磷酸酶活性测定
将骨髓间充质干细胞以1×107/L细胞浓度接种到培养瓶中,按上述实验分组进行成骨诱导,各组细胞于成骨诱导第7天进行碱性磷酸酶活性测定。吸取各组培养液上清,离心,取上清标本,按照碱性磷酸酶测试盒说明书操作,酶标仪在520nm波长处测定各组样本的吸光度值。根据公式:碱性磷酸酶活性(金氏单位/100mL)=(测定吸光度值-空白吸光度值)/(标准吸光度值-空白吸光度值)×酚标准品浓度×100mL,计算出各组碱性磷酸酶相对活性。
5、Ⅰ型胶原蛋白浓度测定
将骨髓间充质干细胞以1×107/L细胞浓度接种到培养瓶中,按上述实验分组进行成骨诱导,各组细胞于成骨诱导第14天进行Ⅰ型胶原蛋白浓度测定。吸取各组培养液上清,离心,取上清标本,按照大鼠Ⅰ型胶原蛋白酶联免疫试剂盒说明,对样品进行稀释,等比调节各组样品质量浓度为10-500ng/L,之后按照说明书操作,并用酶标仪在450nm波长处测定各组样本的吸光度值。利用Curve Expert软件,以标准品浓度为纵坐标,吸光度值为纵坐标,制作标准曲线。根据样本吸光度值及标准曲线计算出各样本相应的浓度。
6、骨钙素浓度测定
将骨髓间充质干细胞以1×107/L细胞浓度接种到培养瓶中,按上述实验分组进行成骨诱导,各组细胞于成骨诱导第21天进行骨钙素浓度测定。吸取各组培养液上清,离心,取上清标本,按照大鼠骨钙素酶联免疫试剂盒说明,对样品进行稀释,等比调节各组样品质量浓度为0.5-100ng/L,之后按照说明书操作,并用酶标仪在450nm波长处测定各组样本的吸光度值。利用Curve Expert软件,以标准品浓度为横坐标,吸光度值为纵坐标,制作标准曲线。根据样本吸光度值及标准曲线计算出各样本相应的浓度。
7、茜素红钙结节染色
将骨髓间充质干细胞以1×107/L细胞浓度接种到培养瓶中,按上述实验分组进行成骨诱导,各组细胞分别于成骨诱导第21天进行茜素红钙结节染色。PBS漂洗3遍后,体积分数为95%乙醇固定15min,0.1%茜素红染色10min,蒸馏水冲洗,干燥,封固,显微镜观察拍照。
8、统计学方法
使用SPSS17.0统计软件进行统计学处理。计量资料数据用均值±标准偏差表示,P<0.05为差异有显著性意义。
三、实验结果
1、各组骨髓间充质干细胞中miR-99a-5p表达水平
结果如表1和图2所示。与对照组相比,甘松香酮E组、甘松香酮D组、甘松香酮B组、山尖菜内酯组骨髓间充质干细胞中miR-99a-5p表达水平显著上调,差异具有统计学意义(P<0.05)。该结果表明,甘松香酮E、甘松香酮D、甘松香酮B、山尖菜内酯为miR-99a-5p的表达促进剂,一方面可以用于miR-99a-5p相关疾病的药物开发,另一方面可以用作相关实验中miR-99a-5p表达促进剂的阳性药物。
表1各组骨髓间充质干细胞中miR-99a-5p表达水平
组别 | miR-99a-5p/β-actin |
对照组 | 1.00 |
甘松香酮E组 | 1.98±0.09 |
甘松香酮D组 | 2.06±0.11 |
甘松香酮B组 | 1.75±0.08 |
山尖菜内酯组 | 2.83±0.12 |
2、各组骨髓间充质干细胞中碱性磷酸酶活性
结果如表2和图3。与对照组相比,甘松香酮E组、甘松香酮D组、甘松香酮B组、山尖菜内酯组骨髓间充质干细胞中碱性磷酸酶活性显著升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。
表2各组骨髓间充质干细胞中碱性磷酸酶活性
组别 | 碱性磷酸酶相对活性 |
对照组 | 0.28±0.01 |
甘松香酮E组 | 0.41±0.02 |
甘松香酮D组 | 0.42±0.02 |
甘松香酮B组 | 0.37±0.02 |
山尖菜内酯组 | 0.49±0.03 |
3、各组骨髓间充质干细胞中Ⅰ型胶原蛋白浓度
结果如表3和图4。与对照组相比,甘松香酮E组、甘松香酮D组、甘松香酮B组、山尖菜内酯组骨髓间充质干细胞中Ⅰ型胶原蛋白浓度显著升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。
表3各组骨髓间充质干细胞中Ⅰ型胶原蛋白浓度
组别 | Ⅰ型胶原蛋白浓度 |
对照组 | 17.15±0.17 |
甘松香酮E组 | 24.31±0.18 |
甘松香酮D组 | 24.38±0.17 |
甘松香酮B组 | 21.25±0.19 |
山尖菜内酯组 | 28.52±0.21 |
4、各组骨髓间充质干细胞中骨钙素浓度
结果如表4和图5。与对照组相比,甘松香酮E组、甘松香酮D组、甘松香酮B组、山尖菜内酯组骨髓间充质干细胞中骨钙素浓度显著升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。
表4各组骨髓间充质干细胞中骨钙素浓度
组别 | 骨钙素浓度 |
对照组 | 35.15±0.18 |
甘松香酮E组 | 47.36±0.23 |
甘松香酮D组 | 48.19±0.22 |
甘松香酮B组 | 42.87±0.25 |
山尖菜内酯组 | 55.94±0.27 |
5、各组骨髓间充质干细胞中茜素红钙结节数量
结果如表5和图6。与对照组相比,甘松香酮E组、甘松香酮D组、甘松香酮B组、山尖菜内酯组骨髓间充质干细胞中钙结节数量显著升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。
表5各组骨髓间充质干细胞中钙结节数量
组别 | 钙结节数量 |
对照组 | 1.00 |
甘松香酮E组 | 2.85±0.58 |
甘松香酮D组 | 2.97±0.55 |
甘松香酮B组 | 2.45±0.47 |
山尖菜内酯组 | 3.53±0.62 |
上述实验结果表明,甘松香酮E、甘松香酮D、甘松香酮B、山尖菜内酯为miR-99a-5p的表达促进剂,该四种miR-99a-5p表达促进剂可以有效促进骨髓间充质干细胞成骨分化。
上述实施例的作用在于具体介绍本发明的实质性内容,但本领域技术人员应当知道,不应将本发明的保护范围局限于该具体实施例。
Claims (7)
1.甘松香酮E或甘松香酮D用作miR-99a-5p表达促进剂的用途。
2.甘松香酮E或甘松香酮D用于制备促进间充质干细胞成骨分化的药物的用途。
3.根据权利要求2所述的用途,其特征在于:所述间充质干细胞为骨髓间充质干细胞。
4.一种促进间充质干细胞成骨分化的药物制剂,其特征在于:含有甘松香酮E或甘松香酮D,还含有药学上可以接受的载体或赋形剂,制成药学上可以接受的剂型。
5.根据权利要求4所述的药物制剂,其特征在于:所述药学上可以接受的载体或赋形剂包括一种或多种固体、半固体或液体辅料。
6.根据权利要求4所述的药物制剂,其特征在于:所述药学上可以接受的剂型包括片剂、胶囊剂、颗粒剂、注射剂、丸剂、糖浆剂、散剂、膏剂。
7.根据权利要求4-6任一所述的药物制剂,其特征在于:所述间充质干细胞为骨髓间充质干细胞。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20181120 |