[发明专利]POSTN作为调控间充质干细胞分化能力的标志物及其应用

说明书

本发明属于干细胞技术领域，具体涉及一种POSTN作为调控间充质干细胞分化能力的标志物及其应用。本发明公开了一种POSTN基因或蛋白作为调控脐带间充质干细胞分化能力的标志物中的应用。进一步，本发明还公开了一种调控间充质干细胞分化能力的制剂。本研究首次发现POSTN基因可以调控人脐带来源间充质干细胞的成脂肪细胞和成骨细胞分化功能，发现POSTN是脐带间充质干细胞成骨分化的重要调控基因，为脐带间充质干细胞在再生医学领域如骨损伤修复、骨质疏松治疗提供了新的研究策略。

技术领域

本发明属于干细胞技术领域，具体涉及一种POSTN作为调控间充质干细胞分化能力的标志物及其应用。

背景技术

间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)是一类低免疫原性的成体干细胞，同时具有自我更新和多向分化潜能，MSC存在于全身多种组织和器官的间质中，以骨髓组织中含量最为丰富，亦可从胎盘、脐带、肝脏、脂肪、肌肉、皮肤等多种组织中。MSC在维持骨形成和骨吸收平衡过程中起重要作用，且可在特定的微环境诱导下分化为软骨细胞和成骨细胞，其中成骨细胞可直接调节骨形成，对于骨缺损的修复再生和骨质疏松等骨科疾病的治疗有重要作用，因此MSC具有重要的临床应用价值。

POSTN是首先在小鼠成骨细胞系中发现的一种90kDa的细胞外基质蛋白，含有1个典型的信号序列、4个同源重复结构区域(FAS结构域)和一个C末端区域，缺少跨膜区域。最初发现，POSTN可促进成骨细胞和成骨前体细胞在骨膜的聚集分化；进一步研究结果表明，POSTN还可在结缔组织、骨组织和成纤维细胞中表达，在骨和心脏等组织的再生过程中发挥功能性作用，并可以促进伤口愈合。已有研究表明，POSTN通过与整合素家族FAK/AKT的细胞表面受体结合，转导细胞内的信号，促进各种组织或器官的发育或维持，是细胞生长分化重要调节蛋白。POSTN还可通过PI3K/AKT或Ras/p38MAPK/CREB等多个信号通路在多种细胞的增殖、迁移、血管生成、细胞因子产生和分化等各方面起调节作用。然而POSTN是否调控hUC-MSC(脐带间充质干细胞)成骨分化目前仍不清楚。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种调控间充质干细胞成骨和成脂分化的靶点POSTN及其在制备间充质干细胞成骨和成脂分化的产品中的应用。

本发明目的之二在于提供一种POSTN抑制剂或促进剂及其在骨缺损的修复再生和骨质疏松等骨相关疾病中的应用。

为实现上述目的，本发明具体技术方案如下：

本发明公开了POSTN可以调控脐带间充质干细胞成脂肪细胞和成骨细胞分化。脐带间充质干细胞是目前临床应用最为广泛的成体干细胞，其多向分化潜能用于再生医学领域，而本发明发现的POSTN敲低后脐带间充质干细胞成骨分化能力显著降低，影响其在骨损伤修复等领域的应用，因此发明人证实POSTN是脐带间充质干细胞成骨分化的重要调节分子，可以研发一种POSTN过表达的脐带间充质干细胞特异性用于骨损伤修复等疾病治疗。

首先，本发明提供了一种POSTN基因或蛋白作为调控间充质干细胞分化能力的标志物中的应用。

作为优选，所述间充质干细胞为人脐带间充质干细胞。

作为优选，所述分化能力为成骨分化能力和/或成脂分化能力。

本发明提供了一种POSTN基因或蛋白在制备间充质干细胞成骨和/或成脂诱导分化产品中的应用。

作为优选，所述产品包括POSTN基因或蛋白表达的抑制剂或促进剂。

本发明所述POSTN基因或蛋白表达的抑制剂或促进剂通过敲低或促进POSTN基因使得成骨和/或成脂分化标志物的表达显著发生变化，从而影响MSC成骨分化能力。

优选地，所述成骨分化标志物包括成骨细胞分化成熟的早期标志物ALP和成骨细胞分化成熟的晚期标志物OPN；所述成脂分化标志物包括ADI和PPARγ。