毛发-牙齿-骨骼综合征(TDO)是一种罕见的遗传性疾病,其特征是头发、牙齿和骨骼的异常,由 distal-less homeobox
3 (DLX3)基因的突变引起。TDO患者牙槽骨的累积骨密度是一个临床上有利的表型。然而,TDO患者骨髓间充质干细胞(BMSCs)数量的限制制约了其应用。诱导多能干细胞(iPSCs)作为研究特定组织/器官发育、疾病模型建立和新疗法开发的重要细胞资源,具有巨大的潜力。北京大学口腔医学院的 Zeyun Ma/Yixiang Wang/Chong Ding教授团队在本刊发表了题为“DLX3 (Q178R) mutation delays osteogenic
differentiation via H19/miR-29c-3p/KDM5B axis in TDO-iPSCs-derived MSCs”的研究快讯,深入探讨了TDO综合征中DLX3(Q178R)突变如何影响TDO-iPSCs衍生的MSCs的成骨分化过程。1、研究方法
研究团队从TDO患者的颌骨组织中分离出BMSCs,利用Sendai病毒载体将其重编程为 TDO-iPSCs(图1A、B),并通过基因组 DNA测序确认了DLX3突变的存在。将TDO-iPSCs和正常 iPSCs分别诱导为 MSCs,比较了其成骨分化的能力,并通过碱性磷酸酶(ALP) 染色、茜素红染色(ARS)和 qPCR 等方法检测了成骨分化相关基因和蛋白的表达。研究团队成功建立了TDO-iPSCs,并证实了其具有类似于胚胎干细胞的生物学功能。与正常iPS-MSCs相比,TDO-iPS-MSCs的成骨分化能力较弱,成骨分化相关基因和蛋白的表达水平降低(图1D、E)。qPCR和Western
blot结果显示,TDO-iPS-MSCs中H19的表达水平降低,而miR-29c-3p的表达水平升高(图1D、E)。H19
siRNA 转染可以抑制TDO-iPS-MSCs的成骨分化,并降低KDM5B的表达水平,同时增加miR-29c-3p的表达水平(图1F–H、J)。这些结果表明H19可抑制miR-29c-3p并促进成骨分化。miR-29c-3p
mimics转染可以抑制TDO-iPS-MSCs的成骨分化,并降低KDM5B 的表达水平(图1K–M)。荧光素酶报告基因实验证实了miR-29c-3p与KDM5B 的靶向关系(图1N)。
图1 TDO-iPSCs细胞的生成和DLX3(Q178R)突变延迟成骨分化的新通路。
3、研究结论
DLX3(Q178R)突变通过H19/miR-29c-3p/KDM5B轴抑制成骨分化,这一发现为TDO综合征的分子机制研究提供了新的线索,并为基于TDO-iPSCs的骨组织再生研究提供了新的思路。免费全文下载链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304223002696Dong L, Zhao N, Wang D, et al. DLX3 (Q178R) mutation
delays osteogenic differentiation via H19/miR-29c-3p/KDM5B axis in
TDO-iPSCs-derived MSCs. Genes Dis.2024;11(4):101012.编辑:张虹
排版:陈木兰
审核:Genes & Diseases 编辑部
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Genes & Diseases于2014年创办,定位为国际化、高影响力的生物医学综合性科技期刊。主要发表生物医学基础研究、医学临床基础研究、新技术、基础研究成果临床转化研究的科技成果。主要的文章类型有研究型论文、综述、快讯、新闻、评论、科研观察等。本刊主编由重庆医科大学黄爱龙教授与芝加哥大学医学中心何通川教授共同担任。本刊目前已被CSCD核心库、DOAJ、PMC、Scopus、SCIE数据库收录,且入选2022年、2023年“中国最具国际影响力学术期刊”Top 5%、中国高校科技期刊建设示范案例库·杰出科技期刊。2023年度JCR报告公布影响因子6.9,在遗传学和分子生物学两个学科领域均为Q1区。2023年12月公布的中科院期刊分区为医学二区,遗传学二区。
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