中文摘要：

课题组的前期研究工作发现，BMP-2诱导的软骨分化过程中，软骨分化的三个重要基因Sox9、FGFR3、Gas6的启动子区域都存在染色质结构的重塑现象。其中，重塑复合体蛋白Brg1通过去除FGFR3核心启动子上的一个组蛋白来增加局部染色质的开放状态，促进FGFR3的表达水平。提示染色质重塑现象对于软骨分化发育中关键基因的表达具有重要意义。上述结果发表在Nucleic Acid Research等国际知名期刊上。 本课题将应用多种高通量分子生物学的手段，通过对BMP-2调控SWI/SNF重塑复合体的分子机制以及SWI/SNF重塑复合体调控染色质结构的分子机制及其调控的基因种类进行研究，探索SWI/SNF重塑复合体与BMP-2诱导软骨分化发育的关系。本课题将揭示染色质重塑在软骨分化中的重要作用，为软骨分化表观遗传学机制研究提供基础。

结论摘要：

成软骨是一种被严谨调节的发育过程。成软骨细胞分化是成软骨的先决条件，Sox9是介导这一分化过程的重要转录因子，但成软骨细胞分化相关分子机制并不清楚。本项目利用BMP-2诱导C3H10T1/2等细胞进行成软骨细胞分化的体外模型探讨调节分化的表观遗传学机制。结果显示在诱导成软骨分化时，BMP-2通过激活Smad与p38途径上调SNF5表达水平。干扰SNF5后Sox9表达下调，BMP-2诱导的分化进程被阻断。定量蛋白质组学及生物信息学分析结果揭示在BMP-2诱导分化过程中表达下调的36个蛋白组成了一个以CHD4为核心的分子调控网络。microRNA芯片及靶基因预测分析结果揭示let-7可能是直接靶向调节这个分子网络的microRNA。Let-7功能分析结果揭示其对BMP-2诱导的分化进程具有协同促进作用，并发现let-7可靶向抑制Chd4翻译，说明BMP-2对CHD4表达的抑制作用是通过上调let-7实现的。干扰CHD4可促进BMP-2诱导的分化进程，且这一促进作用是通过上调Sox9表达实现的。ChIP，EMSA及Re-ChIP结果揭示CHD4通过征募KAP1与CBX1至Sox9启动子的-207/-148区域，引起该区域染色质的凝聚，进而阻碍NFY-p300复合体与该区域的结合，导致Sox9表达下降，最终阻断软骨分化进程。前人的工作证实SWI/SNF重塑复合体可通过解聚核小体的方式激活转录，SNF5是该复合体的一个核心组分。Mi-2/NuRD重塑复合体可促进染色质浓缩，是作为转录抑制子在起作用, 且该复合体重塑染色质的功能依赖于具有ATP酶活性的亚基CHD4。综合上述本项目的研究成果可知BMP-2通过上调SNF5以增强SWI/SNF复合体活性，下调CHD4以抑制Mi-2/NuRD复合体活性的方式促进Sox9启动子区域核小体解聚，激活Sox9表达，促进成软骨细胞分化进程的进行。此成果将为后续解析体内软骨形成时成软骨分化机制提供一定的理论基础。