siRNA沉默NLK基因促进神经化组织工程骨再生

作     者：李梦迪 雷蕾 刘中宁 李健 姜婷 

作者机构：北京大学口腔医学院.口腔医院修复科国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心 首都医科大学附属北京友谊医院口腔科 

出 版 物：《北京大学学报(医学版)》 (Journal of Peking University(Health Sciences))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金(81771045、82170928) 北京市科技新星计划项目(Z191100001119096) 

主　　题：小干扰RNA NLK基因 神经向分化 骨组织工程 

摘      要：目的：探讨沉默及过表达Nemo样激酶（Nemo-likekinase，NLK）基因对人骨髓间充质干细胞（humanmesenchymalstemcells，hBMSCs）神经向分化的作用，并探究小干扰RNA（smallinterferingRNA，siRNA）沉默NLK基因表达对促进神经化组织工程骨再生的影响。方法：在hBMSCs中分别转染siRNA沉默NLK基因或慢病毒过表达NLK基因，之后通过实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitativereal-timepolymerasechainreaction， qRT-PCR)、蛋白质印迹实验(Westernblot)、免疫荧光实验检测敲低、过表达NLK基因对hBMSCs神经向分化的影响。采用6周龄雄性BALB/Cnu/nu裸鼠构建皮下异位成骨模型，分为以下4组：①β-磷酸三钙（β-tricalciumphosphate，β-TCP）组，②β-TCP+ hBMSCs成骨诱导组，③β-TCP+siRNA-阴性对照(negative control，NC)转染的hBMSCs成骨诱导组，④β-TCP+ siRNA-NLK转染的hBMSCs成骨诱导组。术后4周获取标本，通过组织形态学染色检测裸鼠体内成骨成神经情况。使用独立样本t检验进行统计学分析。结果：siRNA沉默hBMSCs的NLK基因后，神经相关基因βIII微管蛋白（classIIIβ-tubulin，TUBB3)、微管相关蛋白2（microtubuleassociationprotein-2，MAP2）、可溶性蛋白-100（solubleprotein-100，S100）、巢蛋白（nestin，NES）、NG2蛋白聚糖（NG2proteoglycan，NG2）及降钙素基因相关肽（calcitoningene-relatedpeptide，CGRP）表达较阴性对照组显著升高（P0.05），TUBB3、MAP2等蛋白表达也升高。慢病毒过表达NLK基因后，与空载体组相比，神经相关基因TUBB3、MAP2、S100及NG2表达水平均显著下降（P0.05），TUBB3蛋白表达降低。构建裸鼠皮下异位成骨模型术后4周发现β-TCP+经siRNA-NLK转染的hBMSCs成骨诱导组较其他3组形成更多矿化组织，并且成骨相关标记物BMP2及成神经相关标记物S100显著高表达。结论：siRNA沉默NLK基因可以促进hBMSCs体外神经向分化，并在裸鼠体内异位成骨模型中能够促进神经化组织工程骨的形成。