山大魏福兰、刘东旭组：差异表达lncRNAs和circRNAs的鉴定和ceRNA调控网络

　　

牙周炎是一种进展缓慢的牙科疾病，其特征是牙周组织的丧失，这是导致牙齿脱落的主要原因。随着干细胞输送疗法的发展，牙周膜干细胞（PDLSCs）已被证明能产生典型的牙周韧带样组织，使牙周炎损伤组织再生。之前的研究也显示PDLSCs在小型猪中再生牙周组织并形成生物工程牙齿的巨大潜力。PDLSCs的再生能力有助于其自我更新和多向分化能力，特别是成骨分化。探索PDLSC成骨分化的分子机制可能为牙周再生医学提供新的基因策略。

目前，研究人员一直在探索控制牙周膜干细胞（PDLSC）成骨分化的分子机制。最近，有研究表明长链非编码RNAs（lncRNAs）和环状RNAs（circRNAs）具有作为竞争性内源RNA（ceRNA）在细胞分化过程中调节microRNAs（miRNAs）对其靶基因作用的功能。然而，在PDLSC成骨分化过程中， lncRNAs和circRNAs作为ceRNAs的鉴定和联合分析尚未完成。

本研究利用RNA-seq技术全面鉴定正常和成骨诱导性PDLSCs中差异表达的lncRNAs和circRNAs；并利用qRT-PCR进一步证实了代表性的lncRNAs和circRNAs；最后，基于miRanda预测了lncRNAs，circRNAs，miRNAs和mRNAs的ceRNA网络，并通过GO及KEGG分析来研究它们潜在的调控作用。

PDLSCs来自健康人牙周膜细胞，分别于成骨诱导和正常培养基中培养7天。培养的PDLSCs显示STRO-1和CD146阳性，而CD31和CD45显示阴性。骨诱导的PDLSCs显示出ALP（碱性磷酸酶）活性增加，并且上调成骨相关标记ALP，Runt相关的转录因子2和骨钙蛋白的表达水平。通过RNA-Seq发现共有960个lncRNAs和1456个circRNAs差异表达。利用qRT-PCR测定8个lncRNAs和8个circRNAs的表达谱，其结果与RNA-Seq一致。此外，基于miRanda预测lncRNAs和circRNA作为ceRNA的潜在功能，并利用GO及KEGG分析进行了功能研究。总共预测了147个lncRNAs和1382个circRNA与148个常见miRNAs结合，并与744个mRNA竞争miRNA结合位点。这些mRNA参与成骨细胞分化，MAPK途径，Wnt途径和调节干细胞多能性的信号传导途径。其中，编码TCONS_00212979和TCONS_00212984的lncRNAs以及circRNA BANP和circRNA ITCH可能与miRNA34a和miRNA146a相互作用，并通过MAPK途径调控PDLSC成骨分化。

图 基于miRanda的430个lncRNA和779个miRNA的CeRNA网络

 图 基于miRanda的选定的circRNA和miRNA的CeRNA网络

 图 lncRNAs / circRNAs-miRNAs-mRNA的CeRNA网络显着参与MAPK途径

本研究全面鉴定了lncRNAs / circRNAs，并首次在PDLSC成骨分化过程中整合了其潜在的ceRNA功能。这些发现表明特定的lncRNAs和circRNAs可能作为ceRNAs来促进PDLSC成骨分化和牙周再生。

参考文献
Gu X, Li M, Jin Y, et al. Identification and integrated analysis of differentially expressed lncRNAs and circRNAs reveal the potential ceRNA networks during PDLSC osteogenic differentiation[J]. Bmc Genetics, 2017, 18(1):100.

本研究中的RNA-Seq由联川生物提供。

联川生物为研究人员提供一站式研究解决方案

获取更多用户研究案例，请访问www.lc-bio.com或拨打咨询热线0571-87662413
 
关于联川生物
联川生物成立于2006年，经过多年的快速发展，已成为业界领先的多组学技术服务商。公司拥有具有自主知识产权的µParaflo®微流体定制化芯片平台，可以为科研用户提供从基因组，转录组，到蛋白组的高通量定制化表达谱芯片解决方案。我们是全球首家提供microRNA表达谱芯片分析的服务商。作为国内最早提供高通量测序技术服务的公司之一，联川生物拥有经验丰富的技术团队和一流的生物信息学专家组，可以为研究人员提供多组学测序服务和深度个性化数据分析解决方案。为满足研究人员跨组学高通量研究需求，联川生物已将蛋白质组定量分析引入技术服务线，为用户提供贯穿中心法则的全程解决方案。多年来，联川生物一直与国内的科研团队保持着长期紧密的合作，助力科研人员在生物、医学、和农林领域的科学发现。全球科研用户使用联川生物的优质科研服务和高质量组学实验数据已发表了逾1200篇高水平研究论文，其中已在Cell，Nature，Science系列顶级期刊上发表论文30余篇。