Identificación del Receptor del Factor de Crecimiento de Fibroblastos 3 como un Mediador de la Diferenciación Osteocondral Periosteal a través de la Construcción de Redes de Interacción Basadas en microARN
Autores: Wells, Leah M.; Roberts, Helen C.; Luyten, Frank P.; Roberts, Scott J.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las células progenitoras derivadas del periostio humano (hPDCs) tienen la capacidad de diferenciarse hacia las líneas condrogénica y osteogénica. Este proceso de diferenciación osteocondrogénica, coordinado y complejo, permite la osificación endocondral y es esencial en el desarrollo y reparación ósea. Hemos demostrado previamente que las culturas humanizadas de hPDCs mejoran sus potenciales osteocondrogénicos in vitro y en vivo; sin embargo, los mecanismos subyacentes son en gran parte desconocidos. Este estudio tuvo como objetivo identificar nuevos reguladores de la diferenciación osteocondrogénica de hPDC a través de la construcción de redes regulatorias de miARN-mARN derivadas de hPDCs cultivadas en suero humano o suero bovino fetal como una estrategia in silico alternativa a la caracterización del suero. Se identificaron dieciséis miARNs diferencialmente expresados (DEMis) en la cultura humanizada. El análisis in silico de los DEMis con TargetScan permitió la identificación de 1503 posibles genes objetivo de miARN. Al comparar con un conjunto de datos de RNAseq emparejado, se observó un solapamiento del 4.5% (122 genes). Una red de interacción proteína-proteína creada con STRING identificó de manera interesante a FGFR3 como un nodo clave de la red, que fue predicho además utilizando múltiples análisis de vías. El análisis funcional reveló que los hPDCs con la mutación activadora FGFR3 mostraron expresiones aumentadas de marcadores de genes condrogénicos cuando se cultivaron bajo condiciones condrogénicas in vitro y mostraron una formación ósea endocondral mejorada in vivo. Un análisis histológico adicional descubrió que los mediadores conocidos a monte involucrados en la señalización de FGFR3 y la osificación endocondral estaban regulados al alza en los implantes sembrados con hPDC FGFR3. Este enfoque combinacional de análisis de redes miARN-mARN-proteína con caracterización in vitro e in vivo ha permitido la identificación de FGFR3 como un nuevo mediador de la biología de hPDC. Además, este flujo de trabajo basado en miARN también puede permitir la identificación de objetivos de fármacos, que pueden ser relevantes en casos de reparación de fracturas retrasadas.
Descripción
Las células progenitoras derivadas del periostio humano (hPDCs) tienen la capacidad de diferenciarse hacia las líneas condrogénica y osteogénica. Este proceso de diferenciación osteocondrogénica, coordinado y complejo, permite la osificación endocondral y es esencial en el desarrollo y reparación ósea. Hemos demostrado previamente que las culturas humanizadas de hPDCs mejoran sus potenciales osteocondrogénicos in vitro y en vivo; sin embargo, los mecanismos subyacentes son en gran parte desconocidos. Este estudio tuvo como objetivo identificar nuevos reguladores de la diferenciación osteocondrogénica de hPDC a través de la construcción de redes regulatorias de miARN-mARN derivadas de hPDCs cultivadas en suero humano o suero bovino fetal como una estrategia in silico alternativa a la caracterización del suero. Se identificaron dieciséis miARNs diferencialmente expresados (DEMis) en la cultura humanizada. El análisis in silico de los DEMis con TargetScan permitió la identificación de 1503 posibles genes objetivo de miARN. Al comparar con un conjunto de datos de RNAseq emparejado, se observó un solapamiento del 4.5% (122 genes). Una red de interacción proteína-proteína creada con STRING identificó de manera interesante a FGFR3 como un nodo clave de la red, que fue predicho además utilizando múltiples análisis de vías. El análisis funcional reveló que los hPDCs con la mutación activadora FGFR3 mostraron expresiones aumentadas de marcadores de genes condrogénicos cuando se cultivaron bajo condiciones condrogénicas in vitro y mostraron una formación ósea endocondral mejorada in vivo. Un análisis histológico adicional descubrió que los mediadores conocidos a monte involucrados en la señalización de FGFR3 y la osificación endocondral estaban regulados al alza en los implantes sembrados con hPDC FGFR3. Este enfoque combinacional de análisis de redes miARN-mARN-proteína con caracterización in vitro e in vivo ha permitido la identificación de FGFR3 como un nuevo mediador de la biología de hPDC. Además, este flujo de trabajo basado en miARN también puede permitir la identificación de objetivos de fármacos, que pueden ser relevantes en casos de reparación de fracturas retrasadas.