[发明专利]HOXD8在制备促进骨髓间充质干细胞成骨分化的产品中的应用

说明书

本发明公开了转录因子HOXD8在制备促进骨髓间充质干细胞(BM‑MSC)成骨分化的产品中的应用，我们发现HOXD8能够促进BM‑MSC中的细胞增殖，以及增加BM‑MSC中自我更新相关基因和成骨分化基因的表达水平，因此可将其用于制备促进BM‑MSC中的细胞增殖和成骨分化的产品，例如包含HOXD8基因的质粒、重组表达载体、转基因细胞系、基因工程菌，以进一步用于治疗青少年特发性脊柱侧凸(AIS)。本发明还公开了用于预防和/或治疗AIS的药物组合物，其包含有效量的HOXD8以及药学上可接受的载体，以用于治疗患者的与BM‑MSC成骨分化异常相关的AIS。

技术领域

本发明涉及生物医药技术领域，具体涉及一种与成骨分化相关的转录因子HOXD8在制备促进骨髓间充质干细胞(BM-MSC)成骨分化的产品中的应用。

背景技术

青少年特发性脊柱侧凸(Adolescent idiopathic scoliosis,AIS)是一种复杂的脊柱三维畸形，主要发生在青春期生长期间10至16岁的女孩中。脊柱侧弯进展可能出现外观畸形、后背疼痛、功能障碍，严重者将出现心肺功能受限等生理功能问题，不同程度影响社会活动。流行性病学调查结果显示在青少年中全球AIS发病率约为2-4％，其中约为10％被诊断患有AIS的人需要治疗。目前AIS的治疗包括支具疗法和外科手术矫正；其中全时支撑疗法可能导致背部疼痛和心理障碍，而使用椎弓根螺钉仪器的矫正手术不可避免地会导致严重的手术创伤，螺钉位置不良时甚至造成永久性的灾难性神经或血管受伤。如果能够尽早检测出AIS发病及其进展的风险，就可能及时采取合适的治疗方案，减少治疗延迟带来的痛苦和不便。在AIS的病因和发病机制上的新进展，如探索AIS发病的分子机制，将有可能为AIS检测以及进展预测和治疗提供更便利的方法。

研究表明，与性别和年龄匹配的对照组相比，AIS患者的骨骼生长异常，并且骨矿物质密度(BMD)持续下降。1982年Burner等人首次报道了AIS患者的骨量减少。大约三分之一的AIS患者BMD较差。据报道，低BMD是AIS女孩曲线进展的关键预后因素。有人认为骨量减少可能是导致AIS脊柱畸形的主要因素。许多研究证实，AIS患者的BMD降低了27％～38％。此外，对骨骼成熟的纵向随访显示，超过80％的AIS女孩持续存在骨量减少，提示骨量减少可能是AIS患者骨代谢的终身系统异常。

间充质干细胞(MSC)存在于所有哺乳动物器官的基质中，可分化为成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞。此外，MSC在膜内和软骨内骨形成中都是必不可少的。我们以前证实了AIS患者的骨髓间充质干细胞(BM-MSC)显示出降低的成骨分化能力。Park等人的研究进一步证实了我们的研究结果。我们和其他人的研究表明，AIS患者的MSC在成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞的发育过程中发生异常分化，鉴于间充质干细胞(MSC)在骨形成和再吸收中的功能特征，我们推测MSC的异常成骨分化与AIS的发病机理有关。然而，在AIS患者中是如何对MSC进行异常调节的仍然是难以捉摸的。

非编码RNA(ncRNA)被称为生命体中“暗物质”，ncRNA所占全基因组的比例与生物种间的复杂等级有着密切的相关性。ncRNA在发育和基因表达中发挥的复杂精确的调控功能解释了基因组的复杂性，同时也为人们从基因表达调控网络的维度来认识生命体的复杂性开启新的天地。越来越多的证据表明，一系列重大疾病的发生发展与非编码RNA调控失衡相关。

长链非编码RNA(lncRNA)最近被认为是一类基因的超过200个核苷酸(nt)的转录物，其不具备蛋白质编码能力。在各种物种中lncRNA保守性较低，但与蛋白质编码基因相比更具组织特异性。研究表明，lncRNA在基因调控和其他细胞过程中发挥着广泛的作用。lncRNA参与各种生物过程，包括染色质修饰、转录调控、印记和核转运。LncRNA通过多种机制发挥其功能，包括共转录调节、基因表达的调节，核或细胞质复合物的支架，以及与其他RNA的配对。我们最近报道了几种lncRNA参与肝癌干细胞的自我更新维持。最近的研究报道，几种lncRNA调节它们各自的邻近蛋白质编码基因，在中内胚层分化和心脏发育中发挥关键作用。然而，lncRNA在AIS发病机理中的生物学作用尚不清楚。