中文摘要：

老年骨髓间充质干细胞（MSCs）增殖和成骨分化潜能下降是骨质疏松发病的一个重要原因，但具体机制不清。研究表明Bmi1对维持MSCs增殖和成骨分化潜能至关重要。我们发现老年MSCs中Bmi1蛋白表达降低，但mRNA水平基本不变；而多个可能调控Bmi1的miRNAs中miR203在老年MSCs表达增加最为显著。这些提示老年MSCs中增高的miR203可能通过协同调控包括Bmi1在内的多个靶基因，抑制MSCs增殖和成骨分化潜能。本项目拟通过改变MSCs中miR203表达，分别在增殖和分化条件下观察MSCs增殖和成骨分化潜能的改变；在此基础上通过裸鼠皮下移植观察经miR203修饰的MSCs在体内成骨能力的改变，明确表达增高的miR203对老年MSCs增殖和成骨分化潜能的调控；最后结合荧光报告系统和Bmi1补救实验，明确miR203调控Bmi1的分子机制及其在MSCs增殖和成骨分化潜能中的调控作用。

结论摘要：

老年个体来源的MSC增殖和自我更新能力降低，成骨分化能力减弱，成脂分化能力增强是引起老年骨质疏松的主要原因。为此，我们进一步探讨了其详细的分子机制。结合Western blot和qRT-PCR等方法，我们发现老年供体来源的MSC中Bmi1表达降低，表达降低Bmi1是导致MSC增殖能力和成骨分化能力降低主要原因；随着Bmi1的表达降低，细胞内ROS水平增加，提示Bmi1可能通过调节细胞内ROS水平调节MSC增殖潜能和分化能力。近年来，miRNA作为细胞内源重要的表达调控分子，在细胞增殖、分化中扮演重要角色。我们通过生物信息学、qRT-PCR及荧光素酶报告基因等方法，发现老年供体来源的MSC高表达miR203，而miR203可以通过识别Bmi1 3’UTR上的识别元件抑制Bmi1的表达。与miR203抑制Bmi1表达一致，miR203可以抑制成骨分化标志基因Runx2的表达；同时，miR203可以显著抑制细胞内的ROS表达。综上，我们得出以下结论老年MSC中表达增加的miR-203导致Bmi1等基因表达降低，后者进一步引起细胞内ROS生成增加，成为老年MSC增殖和成骨分化受限的重要机制。我们在完成前述实验的基础上，进一步探讨了长链非编码RNA在老年和年轻MSC中表达差异及其对MSC成骨分化的调控功能。探讨老年MSC中某些长链非编码RNA表达增加的机制，阐明其调控MSC成骨、成脂分化的作用和机制，有望发现骨质疏松等骨代谢相关疾病的新治疗手段。上述部分研究成果已经以通讯作者发表于Current Stem Cell Research & Therapy和J Cell Biochem。另一篇以第一作者兼通讯作者的论著已被Bone Research杂志接受。在该项目的支持下，共发表SCI论文4篇（其中2篇已经发表，2篇已经正式接受，附接收函）。