对于骨形成的调控和具体的机制仍不清楚，microRNAs在这一过程中的作用引起了人们的广泛关注。最近，CD31内粘蛋白（CD31^hiEmcn^hi）的一个特定亚型内皮细胞已被证实可以促进骨形成和成骨细胞的发育。然而，microRNA143在CD31^hiEmcn^hi内皮细胞的生成和骨形成中的作用仍不清楚。在该研究中，研究人员通过miRNA测序分析发现，miR-143是成骨细胞分化及CD31^hiEmcn^hi（一种特定的内皮血管亚型-H型血管）内皮细胞中的一种重要的miRNA，其在这两种细胞中均有表达。血清miR-143水平与年龄呈负相关。miR-143的过度表达促进了成骨细胞的形成和血管生成效应。此外，miR-143基因敲除小鼠的CD31^hiEmcn^hi血管和成骨细胞的形成受到显著抑制。因此，miR-143通过靶向HDAC7促进血管生成与成骨细胞分化，HDAC7可能是血管生成和成骨疾病的潜在靶点。
 

为了确定miRNA在成骨细胞分化中的作用，通过miRNA测序分析，筛选了成骨分化培养基中培养21天的成骨前细胞MC3T3-E1细胞和MC3T3-E1细胞失调的miRNA。在失调的miRNA中，成骨细胞中miR-143的表达是MC3T3-E1细胞中的六倍。通过实时定量PCR（qRT-PCR）进一步证实了miR-143表达水平的提高。此外，股骨骨折患者血清中的miR-143表达水平与年龄呈负相关，与骨形成标记基因BGLAP（骨钙蛋白）的表达呈正相关。研究数据表明miR-143水平与成骨和血管生成相关。
 

为了研究miR-143在体内的作用，科研人员通过CRISPR / Cas9技术定制了miR-143敲除小鼠，以确认miR-143体内的消耗是否导致骨质流失。通过qRT-PCR，northern blot分析和PCR分析证实了miR-143在BMSCs中的敲除功效。与WT对照相比，微计算机断层扫描（μCT）显示miR-143敲除小鼠的骨小梁体积，数量和厚度显著减少，并且骨小梁间隔增加。钙黄绿素双标记还表明，与野生型对照组相比，miR-143敲除小鼠的骨形成率（BFR）和矿物质沉积率显著降低。此外，研究人员还发现miR-143基因敲除小鼠的骨中CD31和EMCN双阳性内皮细胞比其WT对照明显减少。流式细胞仪还证实了miR-143^-/-小鼠骨髓中CD31^hiEmcn^hi内皮细胞的数量减少。在体外，与WT对照相比，源自miR-143敲除小鼠的BMSC显示出减少的成骨作用和减少的矿物质沉积。此外，与WT对照组相比，miR-143敲除小鼠的BMSC中的BGLAP和ALP mRNA表达水平下调。因此，所有这些结果表明，在miR-143敲除小鼠中CD31^hiEmcn^hi血管和成骨细胞的发育受到抑制。
 

为了确定miR-143在体外内皮细胞中的作用，研究者用miR-143模拟物或抑制剂转染了小鼠BMEC。试验结果表明：miR-143模拟转染可显著提高miR-143表达水平，miR-143抑制剂转染可显著抑制miR-143表达水平。此外，在Matrigel的管形成试验中，与阴性对照相比，用miR-143模拟物处理的BMEC显示出更多的血管样结构，而miR-143抑制剂显示出更少的血管样结构。定量实验表明，总管长度，总分支点和总环由miR-143模拟物上调，而由miR-143抑制剂下调。此外，transwell分析和划痕伤口愈合分析表明，miR-143促进了BMSCs的迁移。总之，这些发现表明，miR-143促进了对BMEC的血管生成作用。
 

在这项研究中，研究者发现成骨细胞和CD31^hiEmcn^hi内皮细胞中miR-143显着增加，并且与骨形成标记基因BGLAP和Alp正相关。miR-143的过表达促进成骨细胞分化并介导对BMEC的促血管生成作用。机制研究发现，miR-143能够直接靶向抑制HDAC7，而敲低HDAC7的表达可以有效的挽救miR-143缺乏所引起的功能障碍。
 

在本次获得重大研究成果中使用的miR-143 knockout mice由唯尚立德提供，该小鼠在C57BL/6小鼠的背景下通过CRISPR技术构建而成的。北京唯尚立德生物科技有限公司是拥有多年的基因编辑经验，已为数千名科研工作者及工业客户成功定制基因编辑模型，同时搭建了完善的基因工程动物创制平台、动物表型分析和实验技术服务平台、动物模型种源交流平台、实验动物繁育平台，欢迎您致电咨询。