nature子刊发表arraystar circrna芯片应用于软骨降解研究

      北京大学附属第三医院敖英芳教授主要从事膝关节损伤治疗、关节镜下微创治疗。近期其实验室用arraystar circrna芯片研究发现了一种能调控关节炎的新circrna分子circrna-cer。circrna-cer可以被il-1和tnfa诱导表达上调,进一步下游分子筛选实验表明,circrna-cer可以通过内源性竞争mir-136来调控mmp13的表达,并参与到软骨细胞ecm损伤的过程当中。circrna-cer可能是oa治疗中的一个很有潜力的靶点。该研究成果刊登在国际顶级期刊nature子刊scientific reports(影响因子5.228)上。(芯片实验由康成提供技术服务)


研究背景

     骨关节炎(oa)是一种由于软骨降解,骨质增厚,骨刺形成而引起的退行性关节病。在oa中软骨细胞的死亡将会导致软骨胞质的降低,软骨细胞是通过细胞因子和生长因子刺激进行代谢和异常的分化,最终将会导致ecm降解。circrna是一类广泛存在于细胞质中的非编码rna。这类内源性的rna具有稳定的结构和很高的组织特异性表达。许多研究证明circrna可以与骨关节炎相关基因相互作用,在多种骨关节炎的发展进程中起到重要作用。敖英芳教授课题组本次研究的目的在于揭示circrna在骨关节炎中的作用,探讨ecm相关的cricrna在软骨中的功能。


研究思路

     为了研究circrna在骨关节炎中的作用,探讨ecm相关的circrna在软骨中的功能。本次研究应用美国arraystar human circrna芯片和表达谱芯片筛选骨关节炎软骨和正常软骨中差异表达的circrna。发现71个circrna在骨关节炎和正常软骨中差异表达,其中16个circrna表达上调,55个circrna表达下调。用qrt-pcr验证芯片结果。生物信息学用来预测circrna和mrna在软骨中相互作用。其中发现circrna-cer在网络中起到重要作用。circrna-cer的loss of function和rescue实验在体外进行。应用sirna沉默circrna-cer将会抑制mmp13的表达并且增强ecm的表达。我们推测circrna-cer在oa治疗过程中作为潜在的靶点。


技术路线

             


结果展示


图注:a、骨关节炎和正常软骨的circrna层次聚类分析图,b、用qpcr验证circrna-cer在骨关节炎中表达升高,与芯片实验结果相符。c、circrna-mirna-mrna的网络调控图。d和e证实circrna-cer通过竞争性结合mir-136调控mmp13的表达,在软骨细胞的ecm降解过程中起到重要作用。

研究意义

     本研究用arraystar human circrna芯片对骨关节炎中circrna的功能研究。该研究揭示了circrna在骨关节炎的基因表达调控中起到重要的的作用。circrna-cer作为mirna sponge竞争性结合mir136,从而上调mmp-13的表达。揭示circrna在oa中的功能的精确分子机制将为我们研究oa的病理形成和探索新的治疗靶点。


原文出处

circular rna related to the chondrocyte ecm regulates mmp13 expression by functioning as a mir-136 'sponge' in human cartilage degradation. sci rep. 2016.