題目：SEMA3B-AS1-inhibited osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells revealed by quantitative proteomics analysis.
期刊：journal of cellular physiology
影響因子：3.923
合作技術：iTRAQ、病毒包裝、細胞功能檢測
研究背景
常見的非編碼RNA包括lncRNA、circRNA、miRNA，在細胞的生長、增殖、分化、凋亡中具有重要的調控作用。研究發現，非編碼RNA與腫瘤的發生、發展、轉移密切相關。作為非編碼RNA的一員，lncRNA已被證實廣泛在各類腫瘤的發生發展中扮演重要角色。
新骨形成被認為是治療骨相關疾病的一種新型的可替代方法，例如骨質疏松、骨架變形、骨折等。許多研究旨在提高新骨形成過程以希望治愈這些疾病。骨髓間充質干細胞（hMSC）是具有分化為成骨細胞、軟骨細胞展現多種分化潛能的成纖維樣多能干細胞，在新骨形成過程和骨質疏松發病等過程中發揮重要的作用。
長鏈非編碼RNA（lncRNAs）被發現參與成骨分化及骨質疏松的過程，比如H19通過吸附miRNA-675促進成骨細胞分化，MEG3通過靶向BMP4或者miR-140-5p來提高MSC的骨生成。但是lncRNA參與hMSC分化過程以及具體的機制目前不是很清楚。
hMSC的分化是接受不同環境刺激后發生的過程，細胞表面受體在這個過程中發揮重要的作用，可以起到信號級聯及放大的作用。SEMA家族蛋白被發現在骨生成或者骨疾病中發揮作用。如Sema6d、mema4d、sema3a等被發現可以平衡破骨細胞和成骨細胞來調節骨形成和骨吸收。
前期研究發現SEMA3B-AS1可以抑制hMSC的增殖和骨分化，但是具體機制需要研究。目前研究lncRNA的手段主要有：① 功能、表型、疾病性相關研究；②組學技術分析研究lncRNA的差異表達、尋找預測新的lncRNA、生物信息分析lncRNA的靶基因；③ 利用互作技術及質譜技術尋找及驗證與lncRNA結合的RNA及蛋白等。腫瘤等疾病中lncRNA作用機制的研究有望為疾病的治療尋找到新的靶點。
本研究主要采用蛋白組學技術（iTRAQ）研究反義lncRNA-SEMA3B-AS1的作用機制。部分結果及分析如下：
研究內容及結果
1. MTT法檢測細胞增殖和茜素紅S染色實驗證實SEMA3B-AS1可以抑制細胞的增殖（a）和向成骨轉化（b）。說明SEMA3B-AS1具有抑制人骨髓間充質干細胞增殖和向成骨分化的功能作用。
2. 上述功能驗證實驗已經確定了SEMA3B-AS1對人骨髓干細胞的增殖和分化產生了影響。但是SEMA3B-AS1通過何種途徑發揮功能呢？
作者接著包裝SEMA3B-AS1過表達慢病毒，采用蛋白組學技術（iTRAQ）檢測過表達SEMA3B-AS1和空載體的兩個細胞組中差異蛋白的變化。通過對差異蛋白做了聚類和功能富集，發現SEMA3B-AS1可能通過上調或者下調相關基因來影響肌動蛋白骨架、黏著斑、胞外基質與受體的相互作用，來調節細胞的骨生成，進而影響細胞的增殖和分化。
圖3. 功能富集和差異蛋白表達分析
文章小結
lncRNA分為正義lncRNA和反義lncRNA，同正義lncRNA相比，反義lncRNA由于與正義鏈互補，反義鏈lncRNA與相鄰或者相近的基因的調控關系更加密切。首先，作者取道反義lncRNA，以骨質疏松發病機制研究為目的，以人骨髓間充質干細胞、反義lncRNA（SEMA3B-AS1）為對象，功能實驗檢測了SEMA3B-AS1對細胞增殖和骨生成的影響。同時，作者采用蛋白組學技術（iTRAQ）檢測分析受SEMA3B-AS1調控的蛋白的差異表達以及差異蛋白的生物學過程及相關的代謝通路。最后，作者分析了SEMA3B-AS1調節的骨生成在骨質疏松發生中的作用，得出SEMA3B-AS1可能是骨質疏松治療的一個靶點。
解析文獻
Chen Zhang, Yun Zhu, et al. SEMA3B-AS1-inhibited osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells revealed by quantitative proteomics analysis. journal of cellular physiology, DOI: 10.1002/jcp.26776.
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