[发明专利]在骨形成中发挥调控作用的应力敏感性microRNA

说明书

本发明涉及在骨形成中发挥调控作用的应力敏感性microRNA。首次揭示miR‑103a是一个新的力学敏感miRNA并在成骨细胞分化中起重要作用，其可以作为防治骨代谢疾病(包括骨质疏松、成骨分化异常、骨量丢失等)的靶标。miR‑103a的下调剂能够改善由应力缺失造成的骨质疏松表型。

技术领域

本发明属于生物技术领域，更具体地，本发明涉及在骨形成中发挥调控作用的应力敏感性microRNA。

背景技术

机械应力刺激通过力学信号传导途径对于骨重建稳态的调控作用至关重要。作为一种动力学器官，骨组织的结构和功能在很大程度上依赖于所处的力学环境。通过骨细胞，成骨细胞等力学信号感受器感受机械应力刺激并将之转导为生物学信号传递至骨表面主要的效应细胞(成骨细胞和破骨细胞)完成相关应答。成骨细胞的分化可由机械应力刺激介导并引起系列激素，生长因子，转录因子等的级联反应，进而影响细胞增殖分化。临床上，载荷缺失如长期卧床患者，长期处于重力缺失环境如宇航员可导致骨量丢失进而迅速进展为废用性骨质疏松症。而长期超载荷状态如体育运动员将导致骨小梁微骨折进而进展为应力性骨折或疲劳性骨折。

microRNAs(miRNAs)是一类内生单链，长度约为22个核苷酸的小分子非编码RNA，在许多生物进程中起重要调控作用。通过转录后调节机制，miRNAs通过与靶基因mRNA的3’UTR种子区域结合降解或抑制靶基因翻译进而抑制靶基因表达。miRNA调节着人类约三分之一的蛋白编码基因，提示其在调控基因表达中的关键作用。多条miRNAs已在体外水平被证实可通过靶标于成骨分化相关特异性基因的表达进而调控成骨分化进程。

然而，关于机械应力载荷与miRNA的相互关系以及在成骨分化中的调控作用还有待研究，有待找到适用于调控成骨分化的miRNA分子。

发明内容

本发明的目的在于提供在骨形成中发挥调控作用的应力敏感性microRNA。

在本发明的第一方面，提供一种miR-103a的下调剂在制备预防或治疗骨代谢疾病(为应力相关性骨代谢疾病，如宇航员长期太空微重力环境或长期卧床患者所导致的载荷缺失导致的废用性骨质疏松症)的药物中的用途。

在一个优选例中，所述的miR-103a抑制剂包括：化学合成的miR-103a抑制剂；以表达质粒为载体的抑制miR-103a的病毒和非病毒产品；与miR-103a互补的核酸序列或序列片段。

在另一优选例中，所述的miR-103a的下调剂选自：antagomir-103a，其核苷酸序列如SEQ ID NO:49所示；或inhibitor-103a，其核苷酸序列如SEQ ID NO:47所示。

在另一优选例中，所述的miR-103a的下调剂是经修饰的下调剂，所述的修饰包括(但不限于)：甲氧基化修饰、硫代修饰、胆固醇修饰、烷基修饰(如在核糖的2’位置进行烷基修饰)、锁核酸修饰、肽核酸修饰、和/或磷酸骨架由磷脂连接代替的反义核苷酸；较佳地，所述的antagomir-103a的修饰包括：3’端进行胆固醇修饰，5’端两个硫代骨架修饰，3’端四个硫代骨架修饰，全链甲氧基修饰。

在另一优选例中，所述的药物还用于：

增加Runx2蛋白的表达；

增强成骨细胞分化中ALP和Ocn的表达水平；或

增强胞外基质矿化。

在本发明的另一方面，提供一种miR-103a的用途，用于筛选预防或治疗骨代谢疾病的药物。

在一个优选例中，所述的骨代谢疾病包括：骨质疏松、成骨分化异常、骨量丢失。