多组学整合揭示了aFGF调控骨髓间充质干细胞（BMSCs）以促进肌腱-骨骼愈合的潜在分子调控网络和途径

《Letters in Drug Design & Discovery》：Multi-omics integration reveals the candidate molecular regulatory network and pathway of aFGF regulating BMSCs to promote tendon-bone healing

　　

刘浩楠|姜志川|郭欣|刘晓伟|卢朝翔|卢代峰|王雪

摘要

背景

酸性成纤维细胞生长因子（aFGF）被认为是骨髓间充质干细胞（BMSCs）的关键调节因子，而BMSCs在肌腱-骨骼愈合过程中起着至关重要的作用。然而，aFGF如何在多个分子层面上调节BMSCs的细胞行为并促进肌腱-骨骼愈合，目前尚未完全阐明。

方法

基于兔（Oryctolagus cuniculus）来源的经aFGF处理的骨髓间充质干细胞（BMSCs）的实验模型，对aFGF处理组与对照组（n=3）进行了深度多组学测序，包括转录组（RNA测序，RNA-Seq）、蛋白质组（数据独立获取，DIA）和microRNA测序（miRNA-Seq）。利用基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析了差异表达基因（DEGs）、差异表达蛋白质（DEPs）以及差异表达的miRNA预测基因（DEmiRPGs）。通过Data Integration Analysis for Biomarker Discovery using Latent Components（DIABLO）进一步分析了多组学数据集，筛选出潜在的调控轴，并通过GO和KEGG评估了相关基因的富集情况。

结果

通过对经aFGF处理的BMSCs和对照组BMSCs中的DEmiRPGs/DEGs/DEPs进行筛选和分析，发现aFGF激活了多个通路，包括细胞增殖、细胞周期、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）-蛋白激酶B（Akt）信号通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路以及细胞外基质（ECM）-受体相互作用通路。DIABLO分析显示，大多数显著变化的分子位于协同上调/下调区域。通过筛选候选调控轴，本研究确定了miR-29-y/notch同源物2（NOTCH2）作为aFGF促愈合功能的关键调控轴之一。

结论

本研究确定了miR-29-y/NOTCH2轴作为aFGF处理后BMSCs中的关键调控枢纽，可能介导了PI3K-Akt等增殖通路的激活。这些发现为未来关于aFGF介导的肌腱-骨骼愈合的体内研究提供了分子框架和可验证的假设。