缺氧预处理人骨髓间充质干细胞衍生细胞外囊泡的microRNAs表达谱分析

摘要

目的系统研究缺氧条件下人骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC)衍生细胞外囊泡(extracelluar vesicles,EVs)的microRNAs表达谱,分析差异microRNAs的功能及靶向调控网络等生物学信息,为探索缺氧预处理MSC在损伤修复中的作用奠定基础。方法低氧、无血清培养人MSC(缺氧预处理)48h后收集培养上清,超速低温离心法获得EVs。提取MSC及MSC-EVs中的RNA(n=3),采用微阵列方法对比两组microRNAs的表达谱,并对差异显著的前30种microRNAs进行GO、Pathway和microRNA-Gene-Network等生物信息学分析。结果缺氧预处理MSC可释放大量EVs,EVs中所有microRNAs均来自母细胞MSC,但具有选择性。与MSC相比,MSC-EVs中差异表达的microRNAs有98种,包括31种表达上调,67种表达下调的microRNAs。MSC-EVs差异microRNAs中优先调控的生物学功能包括细胞黏附、细胞分化、细胞增殖、转运和凋亡等;被调控最多的通路包括局灶性黏附、erbB信号途径、MAPK信号途径等。调控网络中核心的microRNAs有hsa-miR-19b-3p、hsa-miR-93-5p、hsa-miR-34a-5p、hsa-miR-23b-3p、hsa-miR-4763-3p等,潜在靶基因预测包括维甲酸孤核受体A(RORA)、人IQ基序与Sec7结构域2(IQSEC2)、钙调神经磷酸酶B样蛋白(CBL)、二氢嘧啶酶样5(DPYSL5)、膜泡蛋白分拣37同源物D(VPS37D)等。结论缺氧预处理MSC后选择性分泌microRNAs至EVs,可能通过microRNA-mRNA-功能/分子通路调控网络,参与组织修复和再生的调控过程。