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背景和目的： 骨髓型急性放射病是最为常见的放射病。放射线照射不仅可杀灭骨髓造血细胞亦可破坏造血微环境进而导致骨髓造血抑制，造成机体感染、贫血、出血，甚至死亡。异常的骨髓微环境是阻碍放射后患者造血系统重建和恢复的重要因素。骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stemcells,BM-MSCs)是骨髓微环境的重要细胞成分，其成骨分化能力对于骨髓微环境造血功能至关重要。虽然BM-MSCs具有一定辐射抵抗性，但放射损伤后残存的BM-MSCs存在功能异常，主要表现为成骨分化减低，是骨髓微环境结构与功能异常的主要原因之一，相关机制未完全阐明。因此，深入研究放射抑制BM-MSCs 成骨分化功能的作用机制，对于探索骨髓型急性放射病造血重建策略具有重要意义。 通过对放射后的BM-MSCs转录组芯片数据分析，我们筛选了一条在放射后表达显著升高且可能与成骨分化密切相关的 lncRNA-TUG1。生物信息学分析结果提示，其可与成骨分化中的关键信号转导蛋白Smad5相互作用，抑制放射后的BM-MSCs成骨分化。 本研究拟探讨lncRNA-TUG1在放射后BM-MSCs成骨分化异常中的调控作用与机制，为干预放射所致骨髓微环境损伤提供可能靶点，为放射损伤后造血重建研究奠定理论基础。 方法： 1.lncRNA-TUG1 shRNA干扰慢病毒转染BM-MSCs，以减低BM-MSCs中的lncRNA-TUG1表达。 2. 9 Gy可引起极重度的骨髓型急性放射病，所以研究中对BM-MSCs进行γ射线照射构建放射损伤模型时，放射剂量为9 Gy。 3. 对BM-MSCs进行成骨分化诱导14天后，通过茜素红染色检测其成骨分化水平，通过qPCR检测成骨相关基因表达。 4. 通过RNA免疫共沉淀检测lncRNA-TUG1与Smad5的结合。 5. 通过WB检测BM-MSCs放射前后Smad5、P-smad5蛋白水平。 6. 通过激光共聚焦观测和免疫荧光观测BM-MSCs中P-smad5在放射前后亚细胞定位改变。 7. 通过网站catRAPID预测lncRNA-TUG1与Smad5结合位点。 结果： 1. lncRNA-TUG1抑制放射后BM-MSCs成骨分化 1.1. 9 Gy放射处理后，对BM-MSCs进行14天成骨分化诱导，茜素红染色显示，放射显著抑制了BM-MSCs的成骨分化。 1.2. 9 Gy放射后，BM-MSCs中lncRNA-TUG1显著增高，并且在放射后7天内持续增高。 1.3. 干扰 lncRNA-TUG1 后，放射后 BM-MSCs 成骨分化能力明显有所恢复，茜素红染色显示干扰 lncRNA-TUG1 明显增加了钙结节形成，qPCR 显示成骨分化相关基因Runx2、OGN表达有所恢复。 2. lncRNA-TUG1调控P-smad5亚细胞定位抑制BM-MSCs成骨分化 2.1. RNA免疫共沉淀表明lncRNA-TUG1与Smad5结合。 2.2. WB结果显示，9 Gy放射后lncRNA-TUG1不影响Smad5的总蛋白和磷酸化水平，但是抑制P-smad5的入核，干扰lncRNA-TUG1后可以恢复放射后P-smad5的入核，免疫荧光结果也验证这一结果。 2.3. lncRNA-蛋白结合预测显示lncRNA-TUG1与Smad5的结合位点位于Smad5的NLS序列附近，该序列对于P-smad5的入核至关重要。 结论： 本研究表明,放射损伤后，lncRNA-TUG1是BM-MSCs成骨分化的抑制因素，直接结合 Smad5 并阻断 P-smad5 的入核，进一步阻碍成骨分化信号转导从而抑制放射后BM-MSCs的成骨分化。