抑制Hmga2促进小鼠脂肪间充质干细胞成骨分化并加速骨缺损修复

摘要

目的 探讨高迁移率族蛋白A2(HMGA2)在脂肪间充质干细胞（ADSCs）成骨分化进程中的作用及其在骨缺损修复中的应用。方法 通过GEO数据库和Rstudio软件，挖掘出在ADSCs“成脂-成骨”分化平衡中的关键节点因子HMGA2，并通过在线蛋白互作网络分析工具String和绘图软件Cytoscape，绘制HMGA2在成骨分化中的互作关系网络，预测其下游作用靶点。设计Hmga2 siRNA并转染小鼠原代脂肪间充质干细胞（mADSCs），诱导其体外成骨分化，在不同时间点（Day 3,Day 7,Day 14）收集样本，通过碱性磷酸酶染色和茜素红染色评估成骨分化能力，并通过RT-qPCR和Western blotting检测成骨特异性标志物Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨桥蛋白（OPN）和骨钙素（OCN）的表达。将敲低Hmga2的mADSCs移植至小鼠不可自愈合颅骨缺损处，术后6周通过μCT扫描、骨组织学染色检测成骨标志物，评价骨缺损修复效果。结果 GEO数据库分析结果显示HMGA2在ADSCs成脂分化进程中表达上调。蛋白互作网络分析提示在ADSCs成骨分化中，HMGA2的潜在作用靶点包括SMAD7、CDH1、CDH2、SNAI1、SMAD9、IGF2BP3、ALDH1A1。抑制Hmga2后，mADSCs中成骨分化相关标志物RUNX2、OPN和OCN的表达显著上调，且碱性磷酸酶的表达和钙结节的形成增加（P<0.05）。在小鼠颅骨缺损模型中，敲低Hmga2促进了骨缺损部位的新骨形成（P<0.05）。结论 HMGA2是调控ADSCs成骨分化的重要因子，抑制Hmga2能显著促进ADSCs成骨分化，并加速体内骨缺损的修复。

关键词

脂肪间充质干细胞 / 高迁移率族蛋白A2 / 成骨分化 / 骨缺损修复