人牙髓干细胞来源诱导性多能干细胞成牙本质分化的基因表达调控网络与分子机制OA

背景:人牙源性诱导性多能干细胞具有自我更新和多向分化潜能,在促进牙本质再生方面具有巨大的应用前景,但其成牙本质分化的机制尚不明确。目的:分析人牙髓干细胞来源诱导性多能干细胞成牙本质分化过程中的关键调控基因及潜在分子机制。方法:收集人牙髓干细胞来源诱导性多能干细胞及其分化成牙本质细胞,提取总RNA建库测序,分析转录组基因表达谱。首先,筛选差异表达mRNAs、miRNAs、长链非编码RNA和环状RNA,确定关键基因后,基因集富集分析关键信号通路;然后构建预测调控关键基因的竞争性内源RNA、转录因子-mRNA-miRNA网络,揭示调控机制;最后,实时荧光定量PCR验证关键基因的表达。结果与结论:人牙髓干细胞来源诱导性多能干细胞成牙本质分化过程共鉴定出6个关键基因:Smad家族成员3、信号传导及转录激活因子3、纤维连接蛋白1、雌激素受体1、表皮生长因子受体、Zeste同源物增强子2,最富集通路包括Wnt、转化生长因子β信号通路等。竞争性内源RNA网络分析发现hsa-miR-302、hsa-miR-519和hsa-miR-520是雌激素受体1的主要调控因子,存在多个关系对;转录因子-mRNA网络分析发现干扰素调节因子3是6个关键基因的调控因子,而Zeste同源物增强子2同时受到4个转录因子的调控。实时荧光定量PCR结果显示牙髓干细胞来源诱导性多能干细胞分化的成牙本质细胞中纤维连接蛋白1和Zeste同源物增强子2的表达显著升高,而信号传导及转录激活因子3的表达显著降低。