miR-6807-5p通过直接靶向METTL7A抑制人牙髓干细胞的成牙本质分化

miR-6807-5p Inhibited the Odontogenic Differentiation of Human Dental Pulp Stem Cells Through Directly Targeting METTL7A.

作者信息Ning Wang, Xiao Han, Haoqing Yang, Dengsheng Xia, Zhipeng Fan
PMID34790668
发布时间2021-11-09
DOI10.3389/fcell.2021.759192

实验完整度

包含体外细胞实验、体内裸鼠移植实验、双荧光素酶报告基因、pull-down、Co-IP和蛋白质质谱等多层级验证,且包含功能获得与功能丧失实验。

主要模型

人牙髓干细胞(DPSCs) HEK293T细胞 裸鼠皮下移植模型

重点核对

DPSCs分离自北京口腔医院患者第三磨牙,使用3-5代细胞 慢病毒感染DPSCs后用嘌呤霉素筛选3天,逆转录病毒感染后用G418筛选10天 矿化诱导时间:ALP检测5天,ARS和钙离子定量2周,Western blot检测BSP、OCN、OSX在1周 体内移植:2×10^6个DPSCs与20 mg HA/TCP混合,皮下移植裸鼠8周 统计学:Student's t-test或单因素方差分析后Tukey事后检验,p≤0.05

摘要

背景:间充质干细胞(MSCs)介导的牙齿组织再生已成为最理想的治疗方法。尽管已知的调控机制和已取得的一些成就,但定向分化不能有效诱导牙齿组织的再生。在本研究中,我们旨在探讨miR-6807-5p及其靶基因METTL7A在成牙本质分化中的作用和机制。方法:本研究使用人牙髓干细胞(DPSCs)。采用碱性磷酸酶(ALP)、茜素红染色(ARS)和钙离子定量检测miR-6807-5p和METTL7A的成牙本质分化。采用实时RT-PCR、western blot、双荧光素酶报告基因实验和生物素化miRNA pull-down实验证实METTL7A是miR-6807-5p的下游基因。采用蛋白质质谱和免疫共沉淀(Co-IP)检测SNRNP200是METTL7A的共结合蛋白。结果:矿化诱导后,与对照组相比,miR-6807-5p敲低组的成牙本质分化增强,miR-6807-5p过表达组的成牙本质分化减弱。METTL7A是miR-6807-5p的下游靶点。矿化诱导后,与对照组相比,METTL7A敲低组的成牙本质分化减弱,METTL7A过表达组的成牙本质分化增强。SNRNP200是METTL7A的共结合蛋白。SNRNP200的敲低抑制了DPSCs的成牙本质分化。结论:本研究证实miR-6807-5p抑制DPSCs的成牙本质分化。miR-6807-5p的结合位点是METTL7A的3'UTR区域,该区域被miR-6807-5p沉默。METTL7A促进DPSCs的成牙本质分化。SNRNP200作为METTL7A的共结合蛋白,促进DPSCs的成牙本质分化。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
miR-6807-5p及其靶基因METTL7A在DPSCs成牙本质分化中的功能与机制。
核心机制
miR-6807-5p通过直接结合METTL7A的3'UTR区域抑制其表达,从而抑制DPSCs的成牙本质分化;METTL7A与SNRNP200结合,可能协同促进成牙本质分化。
主要证据
体外实验(ALP、ARS、钙离子定量、Western blot)显示miR-6807-5p抑制而METTL7A促进成牙本质分化;体内裸鼠移植实验中miR-6807-5p敲低增加矿化组织形成;双荧光素酶报告基因和pull-down验证miR-6807-5p靶向METTL7A;Co-IP验证METTL7A与SNRNP200结合;SNRNP200敲低抑制分化。
研究意义
为增强牙源性MSCs的成牙本质分化和牙齿组织再生提供了候选靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

miR-6807-5p对DPSCs成牙本质分化的功能验证

验证miR-6807-5p是否影响DPSCs的成牙本质分化。

用慢病毒转染DPSCs敲低或过表达miR-6807-5p,经嘌呤霉素筛选后,进行矿化诱导,检测ALP活性、ARS、钙离子定量和成牙本质标志物BSP、OCN、OSX的表达。

2

体内验证miR-6807-5p对矿化组织形成的影响

验证miR-6807-5p在体内对DPSCs介导的矿化组织形成的作用。

将miR-6807-5p敲低DPSCs与HA/TCP混合,皮下移植裸鼠8周,HE染色和免疫组化检测矿化组织面积及DSPP、DMP1、BSP表达。

3

鉴定miR-6807-5p的下游靶基因

确认METTL7A是否为miR-6807-5p的直接靶基因。

通过miRBase预测候选靶基因,实时RT-PCR筛选,双荧光素酶报告基因验证结合位点,生物素化miRNA pull-down验证结合。

4

METTL7A对DPSCs成牙本质分化的功能验证

验证METTL7A是否影响DPSCs的成牙本质分化,并验证与miR-6807-5p的调控关系。

敲低或过表达METTL7A,检测成牙本质分化指标;进行拯救实验,共转染miR-6807-5p mimic和HA-METTL7A观察是否逆转miR-6807-5p的抑制作用。

5

鉴定METTL7A的共结合蛋白SNRNP200

寻找METTL7A的相互作用蛋白,以阐明其机制。

蛋白质质谱鉴定METTL7A的潜在结合蛋白,Co-IP验证METTL7A与SNRNP200的相互作用。

6

SNRNP200对DPSCs成牙本质分化的功能验证

验证SNRNP200是否影响DPSCs的成牙本质分化。

用慢病毒敲低SNRNP200,检测ALP活性和ARS。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
I型胶原酶Invitrogen--
分散酶Invitrogen--
DMEM完全培养基----
胎牛血清Invitrogen--
青霉素Invitrogen--
链霉素Invitrogen--
丁酸钠----
TRIzol试剂Invitrogen--
逆转录试剂盒VazymeR333
RIPA裂解液----
抗METTL7A抗体Abcamab79207
抗SNRNP200抗体Abcamab241589
抗BSP抗体Abcamab52128
抗OCN抗体Abcamab133612
抗OSX抗体Abcamab209484
GAPDH抗体Applygen TechnologiesC1312
组蛋白H3抗体Santa Cruz BiotechnologySC-56616
ALP活性检测试剂盒Sigma-Aldrich--
免疫沉淀裂解液Invitrogen--
蛋白A/G琼脂糖Santa Cruz Biotechnology--
HA标签磁珠Thermo Scientific Pierce--
抗IgG抗体Biossbs-0297P
M-280链霉亲和素磁珠Sigma-Aldrich--
双荧光素酶报告基因检测试剂盒PromegaE1910
快速银染试剂盒Beyotime Biotechnology--
羟基磷灰石/磷酸三钙Engineering Research Center for biomaterials--
抗DSPP抗体Biossbs-10316R
抗DMP1抗体Biossbs-12359R

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
DPSCs分离自第三磨牙,使用3-5代;消化酶为I型胶原酶和分散酶,37°C处理1小时;培养条件含10% FBS、100 U/ml青霉素和100 μg/ml链霉素。
阅读提示:Materials and Methods - Cell Cultures
病毒转染
慢病毒感染12小时,嘌呤霉素筛选3天;逆转录病毒感染12小时,G418筛选10天。
阅读提示:Materials and Methods - Construction of Plasmid and Transfection of Virus
成牙本质分化检测
矿化诱导时间:ALP检测5天;ARS和钙离子定量2周;Western blot检测BSP、OCN、OSX在1周。
阅读提示:Materials and Methods - Alkaline Phosphatase Activity Assay and Alizarin Red Staining Detection; Figure Legends
双荧光素酶报告实验
293T细胞共转染野生型或突变型METTL7A 3'UTR报告质粒和miR-6807-5p mimic或miR-NC,48小时后检测活性。
阅读提示:Materials and Methods - Dual-Luciferase Reporter Assay; Figure 3F
体内实验
裸鼠8周龄雌性,2×10^6个DPSCs与20 mg HA/TCP混合,皮下移植8周。
阅读提示:Materials and Methods - Transplantation in Nude Mice; Figure 2
统计方法
采用Student's t-test或单因素方差分析后Tukey事后检验,p≤0.05为显著;实验重复数n=3(体外)或n=5(体内)。
阅读提示:Materials and Methods - Statistical Analyses; Figure Legends