Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Industrial materials >> Nanomaterialen

Het opreguleren van MicroRNA-410 of het neerwaarts reguleren van Wnt-11 verhoogt osteoblasten en vermindert osteoclasten om osteonecrose van de femurkop te verlichten

Abstract

Achtergrond

Er is weinig bekend over de functionele rol van microRNA-410 (miR-410) bij osteonecrose van de heupkop (ONFH); daarom was het doel van de huidige studie om miR-410 te onderzoeken die zich richt op Wnt-11 om het osteogene en osteoclastische mechanisme bij de preventie van ONFH te moduleren.

Methoden

Er werden vijftien ONFH-monsters en 15 normale monsters verzameld. De pathologische veranderingen van de femurkop, osteoblasten en osteoclasten in de klinische monsters werden waargenomen. Het rattenmodel van ONFH werd geïnjecteerd met agomir-miR-410, Wnt-11-siRNA of oe-Wnt-11. MiR-410; Wnt-11; osteoblast-gerelateerde factoren alkalische fosfatase (ALP), bot-gamma-carboxyglutamaat-eiwit (BGLAP) en Collα1-expressie; en osteoclast-gerelateerde factoren zuurfosfatase 5 (ACP5), cathepsine K (CTSK) en MMP9, evenals Bcl-2- en Bax-expressie, werden getest met RT-qPCR en western-blot-analyse. De osteogene functie-index ALP en OCN samen met de osteoclastfunctie-index NTX-1 en CTX-1 in serum werd getest door ELISA.

Resultaten

MiR-410, ALP, BGLAP en Collα1 werden afgebroken, evenals Wnt-11, ACP5, CTSK en MMP9 verbeterd in ONFH-weefsels van de klinische monsters. Opgereguleerde miR-410 en neerwaartse gereguleerde Wnt-11 verbeterde botmineraaldichtheid (BMD) en BV / TV van ratten, verhoogde het BMD-niveau van de femurschacht, femurkop en wervelkolom, en verhoogde ook de serumcalcium- en fosforniveaus van ratten , terwijl apoptose van osteocyten werd beperkt, verhoogde OCN-, ALP-, BGLAP- en Collα1-expressie en verminderde ACP5-, CTSK-, NTX-1-, CTX-1- en MMP9-expressie bij ratten.

Conclusie

Deze studie suggereerde dat het opreguleren van miR-410 of het neerwaarts reguleren van Wnt-11 osteoblasten verhoogt en osteoclasten vermindert om het optreden van ONFH te verlichten. Zo kan miR-410 dienen als een potentieel doelwit voor de behandeling van ONFH.

Inleiding

Osteonecrose van de heupkop (ONFH), als een van de meest bekende ziekten van de heupgewrichten, leidt tot ernstige pijn of gewrichtsproblemen en komt vooral voor bij personen van middelbare leeftijd [1]. De therapie van volwassen ONFH, met 8,12 miljoen patiënten in China, is nog steeds een uitdaging voor chirurgen [2]. Veel risicofactoren zijn geassocieerd met het optreden van ONFH, zoals hyperlipidemie, auto-immuunziekten, stollingsstoornissen, alcoholisme en hypercortisonisme [3]. Chirurgische behandeling omvat kerndecompressie met of zonder adjuvans, bijvoorbeeld autoloog beenmerg, terwijl totale heupprothese (THR) behouden blijft voor seniele patiënten of gevorderde osteonecrose die niet wordt behandeld door gewrichtsretentie [4]. ONFH heeft echter een onbevredigende prognose bij die patiënten die vaak THR nodig hebben [5]. Daarom is er een dringende behoefte aan het onderzoeken van een nauwkeurig therapeutisch doelwit voor de behandeling van ONFH.

MicroRNA's (miRNA's) zijn belangrijke regulatoren van celfunctie en genexpressie, die een enorme functie uitoefenen op de endotheliale homeostase en mogelijk een nieuwe behandeling zijn [6]. Een studie heeft gemeld dat miR-410 abnormaal tot expressie wordt gebracht in verschillende menselijke pernicieuze kankertypes en kan worden gebruikt als een tumorremmer bij endometrium-, longkanker, myeloom en borstkanker [7,8,9,10]. Een andere studie onthulde dat er een neuroprotectief effect is van miR-410 op het celmodel van de ziekte van Parkinson, geïnduceerd door 6-hydroxydopamine door de PTEN/AKT/mTOR-signaleringsroute te onderdrukken [11]. Bovendien is onthuld dat miR-410 kwaadaardig biologisch gedrag van kinderen met acute lymfoblastische leukemie moduleert door zich te richten op FKBP5- en AKT-signaleringsroutes [12]. Een artikel heeft ook het remmende effect aangetoond van miR-410 gericht op angiotensine II type 1 bij alvleesklierkanker [13]. Wnt-eiwit is een soort cysteïne-rijke uitgescheiden lipoglycoproteïnen, die een enorme functie uitoefent op de ontwikkeling en ziekte [14]. Wnt-11 behoort tot de Wnt-signaleringsroute en is een positieve regulator die een centrale rol speelt bij carcinogenese [15]. Er is een studie die de klinische betekenis van de expressie van plaveiselcelcarcinoom-antigeen en Wnt11 in baarmoederhalscarcinoom heeft gerapporteerd [16]. Bovendien werd gepresenteerd dat TGF-β1- en Wnt11-synergetische signalen de expressie van sm-α-actine in de gladde spier aansturen door Rho-kinase-actine-MRTF-A-signalering [17]. Op basis van de bovenstaande literatuur was het doel van de huidige studie om de rol van miR-410 die Wnt-11 reguleert bij de preventie van ONFH te onderzoeken, en er wordt een hypothese voorgesteld dat miR-410 gericht op Wnt-11 de osteogene en osteoclastische factoren zou kunnen moduleren. mechanisme in de preventie van ONFH.

Materialen en methoden

Ethische verklaring

De studie werd uitgevoerd onder goedkeuring van de Institutional Review Board van het Beijing Shijitan Hospital, Capital Medical University, en volgde de principes van de Verklaring van Helsinki. Deelnemers gaven schriftelijke geïnformeerde toestemming om deel te nemen aan dit onderzoek. Alle dierproeven waren in overeenstemming met de gids voor de zorg en het gebruik van proefdieren van de National Institutes of Health. Het protocol werd toegestaan ​​door het Comité voor de Ethiek van Dierproeven van het Beijing Shijitan Hospital, Capital Medical University.

Studieonderwerpen

In totaal werden 30 patiënten geselecteerd die van januari 2017 tot september 2018 werden behandeld op de orthopedische afdeling van het Beijing Shijitan Hospital, Capital Medical University. Van deze patiënten werden 15 patiënten met ONFH behandeld in THR-chirurgie, de mediane leeftijd van de patiënten was 50,6 ± 4,3 jaar en het lichaamsgewicht was 57,0 ± 5,6 kg met 7 mannen en 8 vrouwen (ONFH-groep). Nog eens 15 patiënten met een femurhalsfractuur werden behandeld met THR-chirurgie, de mediane leeftijd was 59,6 ± 3,3 jaar en de lichaamsmassa was 50,0 ± 5,6 kg met 9 mannen en 6 vrouwen (controlegroep). Er was geen duidelijk verschil in geslacht, leeftijd en gewicht tussen de twee groepen (P> 0,05) wat vergelijkbaar was. De weefsels in het subchondrale necrotische gebied werden genomen door langs de longitudinale lijn van de femurkop te beitelen en bewaard bij -80 ° C. Elke groep werd respectievelijk onderzocht door pathologie en moleculaire biologie.

Hematoxyline-eosine (HE)-kleuring

De monsters werden vastgemaakt met 4% paraformaldehyde en ontkalkt met 10% ethyleendiaminetetraazijnzuur, en de ontkalkingsoplossing werd eenmaal per week vervangen. De kleur van het botmonster werd waargenomen en de mate van ontkalking werd gemeten. Na volledige ontkalking werd het monster ingebed in paraffine en gesneden tot een dikte van 4 m. De gebakken secties werden achtereenvolgens 10 min ondergedompeld in xyleen I en xyleen II en de van was ontdane secties werden respectievelijk gedurende 2 min ondergedompeld in absolute alcohol I, absolute alcohol II, 95% alcohol, 80% alcohol en 70% alcohol. Vervolgens werden de secties gedurende 3 min geverfd met hematoxyline en gedifferentieerd met 1% zoutzuuralcohol gedurende 2 min. Vervolgens werden de coupes achtereenvolgens gedurende 2 min geweekt in 50%, 70% en 80% alcohol en gedurende 5 s ondergedompeld in eosine. Vervolgens werden de secties gedurende 3 min ondergedompeld in 95% alcohol, absolute alcohol I en absolute alcohol II en vervolgens gedurende 5 min ondergedompeld in xyleen I en xyleen II. Ten slotte werden de coupes verzegeld met neutrale gom en onderzocht onder een microscoop.

Alkalische fosfatase (ALP) kleuring

In elk monster werd één sectie geselecteerd en gedurende 60 min bij 60°C gebakken. De paraffinecoupes werden respectievelijk 15 min met xyleen I en xyleen II van was ontdaan en vervolgens 5 min gedompeld in absolute alcohol I, absolute alcohol II, 95% ethanol, 90% ethanol, 80% ethanol en 75% ethanol. en driemaal gereinigd met drie-gedestilleerd water 2 min. De secties werden gedruppeld met wat substraatvloeistof bereid in ALP-verfkit (NanJing JianCheng Bioengineering Institute, Nanjing, China), waardoor de substraatvloeistof het monster volledig bedekte en vervolgens bij 37 ° C uitgebroed en gedurende 15 minuten licht werd vermeden. De overtollige kleurstofoplossing werd weggegooid en de coupes werden onmiddellijk gedurende 5 min met chromogeen middel A gedruppeld en gedurende 30 s gereinigd met driemaal gedestilleerd water. Vervolgens werden coupes 30 s gekleurd met chromogeen middel B en 30 s tegengekleurd met reagens. De foto werd verkregen onder een 200 × optische microscoop en het aantal osteoblasten werd berekend via een beeldanalysesysteem voor een microscoop (Image-Proplus 6.0).

Tartraatresistente zure fosfatase (TRAP)-kleuring

Voor elk monster werd één sectie geselecteerd en 60 min geroosterd bij 60°C. De paraffinecoupes werden van was ontdaan met xyleen I en xyleen II gedurende 15 min, en ondergedompeld in absolute alcohol I, absolute alcohol II, 95% ethanol, 90% ethanol, 80% ethanol en 75% ethanol om de beurt gedurende 5 min. De secties werden gedurende 30 seconden gefixeerd met een voorbereide fixeeroplossing. De secties werden in het verfrek gestoken en in een donkere doos met vers bereide TRAP-kleuroplossing (Sigma, St. Louis, MO, VS) geplaatst, de kleuroplossing moet volledig worden bedekt met de secties en vervolgens werden de secties uitgebroed in Waterbadpot van 37°C gedurende 1 uur. Vervolgens werden de coupes gedurende 2 min tegengekleurd met hematoxyline en gedroogd. Omdat TRAP-kleuring na verloop van tijd zou vervallen, zouden de secties direct door de microscoop worden onderzocht zonder verzegeling. Het beeld werd verkregen onder een 200 × optische microscoop en het aantal osteoclasten werd geteld door een beeldanalysesysteem voor een microscoop (Image-Proplus 6.0).

Immunohistochemische kleuring

Na ontkalking werden de coupes ingebed in paraffinewas en gesneden tot een dikte van 4 m. De coupes werden van was ontdaan met conventioneel xyleen, gedehydrateerd met gradiëntalcohol, uitgebroed met 3% H2 O2 (Sigma-Aldrich Chemical Company, St. Louis, MO, VS) bij 7 °C gedurende 30 min, en vervolgens gekookt met 0,01 M citroenzuurbuffer bij 95 °C gedurende 20 min. De coupes werden gedurende 10 min geblokkeerd met normale schapenserum-werkvloeistof, gemengd met primair antilichaam Wnt-11 (1:100, Invitrogen, Carlsbad, Californië, VS) bij 4 °C gedurende de nacht, secundair antilichaam (gebruiksklaar secundair antilichaam kit (PV-6000), ZSGB-Bio, Peking, China) gedurende 20 min, en met mierikswortelperoxidase gelabelde streptomyces ovalbumine werkvloeistof (SA/HRP, Peking ComWin Biotech Co. Ltd, Peking, China) gedurende 2 min. De secties zijn ontwikkeld door diaminobenzidine (DAB) (Sigma-Aldrich Chemical Company, St. Louis, MO, VS), tegengekleurd met hematoxyline (Shanghai Bogoo Biological Technology Co., Ltd., Shanghai, China) en vervolgens verzegeld. Fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS) verving het primaire antilichaam als een negatieve controle (NC). Onder de lichtmicroscoop bevonden de positieve cellen zich met bruine reactanten in het cytoplasma, de sterk positieve expressie was donkerbruingeel, de zwak positieve expressie was lichtbruinachtig geel en de negatieve expressie had geen kleur. De kleuring van de cellen werd waargenomen onder de lichtmicroscoop, vijf velden met hoog vermogen (400 x) werden waargenomen voor elke sectie en 100 cellen werden per veld geteld. De gemiddelde waarde was het waarnemingsresultaat van elke sectie. In overeenstemming met het aandeel en de verdeling van positieve cellen, werd het als volgt bepaald:negatief (−), eencellige kleuring, de positieve cellen minder dan 5%; zwak positieve (+), verspreide of kleine celmassakleuring, het aantal positieve cellen was 5-24%; positieve (++), vlok- of clustercelkleuring, het aantal positieve cellen was 25-50%; en sterk positief (+++), diffuse celkleuring, het aantal positieve cellen was meer dan 50%. De resultaten van de immunohistochemie werden door twee personen onafhankelijk van elkaar dubbelblind beoordeeld.

Omgekeerde transcriptie kwantitatieve polymerasekettingreactie (RT-qPCR)

Het totale RNA werd geabstraheerd uit weefselmonsters door Trizol-extractiekit (Invitrogen, Carlsbad, Californië, VS). De concentratie en zuiverheid van RNA werden bepaald. Primers zijn bedacht en samengesteld door Takara Bio Inc. (Otsu, Shiga, Japan) (aanvullend bestand 1:tabel S1). Vervolgens werd RNA omgekeerd in cDNA getranscribeerd met behulp van PrimeScript RT-kit (Takara Biotechnology Ltd., Dalian, China). De reactieoplossing werd gebruikt voor fluorescente kwantitatieve PCR, met verwijzing naar de instructies van SYBR® Premix Ex Taq TM II-kit (Takara Biotechnology Ltd., Dalian, China). De fluorescentie kwantitatieve PCR werd geïmplementeerd in het ABI PRISM® 7300-systeem (Applied Biosystems, Massachusetts, VS). U6 was de laadcontrole van miR-410 en glyceraldehydefosfaatdehydrogenase (GAPDH) was de interne parameters van Wnt-11, ALP, bot-gamma-carboxyglutamaat-eiwit (BGLAP), Collα1, tartraat-resistente zure fosfatase 5 (ACP5), cathepsine K (CTSK), matrix metallopeptidase (MMP)9, Bcl-2 en Bax. De relatieve transcriptionele niveaus van doelgenen werden berekend door 2 −△△Ct methode [18].

Western Blot-analyse

Het totale eiwit werd onttrokken aan de weefsels van de heupkop. De eiwitconcentratie van elk monster werd gemeten en de monsterbelading werd aangepast door het gedeïoniseerde water om te verzekeren dat de grootte consistent was. Natriumdodecylsulfaat-scheidingsgel en spacergel (10%) werden bereid. Na ijsbaden en centrifugeren werd het monster gescheiden door elektroforese met dezelfde hoeveelheid microsampler, en vervolgens werd het eiwit op de gel overgebracht naar het nitrocellulosemembraan. Het nitrocellulosemembraan werd 's nachts afgesloten met 5% magere melkpoeder bij 4 ° C en gemengd met primair antilichaam Wnt-11 (1:150, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, VS), ALP (1:100, Sigma, St Louis, MO, VS), BGLAP, Collα1 en MMP9 (1:1000), ACP5 (1:100), CTSK (1:500, Abcam, Cambridge, MA, VS), en Bcl-2 en Bax (1:500, Proteintech, Chicago, VS) en 's nachts uitgebroed. En het monster werd gedruppeld met secundair antilichaam IgG (1:1000, Wuhan Boster Biological Technology Co., Ltd., Hubei, China) gelabeld door HRP en 1 uur geïncubeerd. Het membraan werd gedurende 1 min ondergedompeld in een verbeterde chemiluminescentiereactie-oplossing (Pierce, Rockford, IL, VS). Na het verwijderen van de vloeistof werd het monster afgedekt door de voedselconserveringsfilm. Na ontwikkeld en gefixeerd, werd het resultaat waargenomen. GAPDH was de interne parameter en het eiwitafdrukbeeld werd geanalyseerd door de ImageJ2x-software.

Opstelling van rattenmodellen van ONFH

Negentig mannelijke Sprague-Dawley (SD) ratten (Shanghai SLAC Laboratory Animal Co., Ltd., Shanghai, China), met een gewicht tussen 300 g en 350 g, werden geselecteerd. De omgeving was ingesteld op 18-25 °C en de luchtvochtigheid was 45-70%. Ratten werden in aparte kooien grootgebracht om lawaai te vermijden. Na 1 week adaptieve voeding werden vervolgexperimenten uitgevoerd.

Het model is opgesteld door traumatisch ONFH. De modelleringsmethoden waren als volgt:SD-ratten werden verdoofd met buikholte, gevolgd door ontharing en huidpreparatie. De rattenhuid werd doorgesneden, de weefsels werden gescheiden en het ronde ligament werd afgesneden na blootstelling van de heupkop. Periosteum van de femurhals van ratten werd afgeschraapt en de bloedtoevoer rond de femurkop werd vernietigd. Het gewrichtskapsel, de spier en de huid werden laag voor laag gehecht en opnieuw gesteriliseerd.

Dierengroepering

Zeventig succesvolle gemodelleerde SD-ratten werden verdeeld in zeven groepen, met 10 ratten in elke groep:ONFH-groep; agomir-NC-groep (0,5 mL miR-410-agonist NC (200 nM, Guangzhou RiboBio Co., Ltd., Guangdong, China) werd 1 week na succesvolle oprichting van ONFH rond het heupgewricht geïnjecteerd), agomir-miR-410-groep (0,5 mL miR-410-agonist (200  nM, Guangzhou RiboBio Co., Ltd., Guangdong, China) werd 1 week na succesvolle oprichting van ONFH rond het heupgewricht geïnjecteerd), siRNA-NC-groep (NC van 0,4  mL tot zwijgen gebracht Wnt -11 vector (met 1 × 10 9 plaque-forming unit (PFU) (Shanghai GenePharma Co. Ltd., Shanghai, China) werd geïnjecteerd rond het heupgewricht 1 week na succesvolle oprichting van ONFH), Wnt-11-siRNA-groep (0,4 mL tot zwijgen gebrachte Wnt-11-vector (bevat 1 × 10 9 PFU) (Shanghai GenePharma Co. Ltd., Shanghai, China) werd geïnjecteerd rond het heupgewricht 1 week na succesvolle oprichting van ONFH), agomir-miR-410 + tot overexpressie gebrachte (OE) -NC-groep (0,5  mL miR-410-agonist en NC van 0,4  mL opgereguleerde Wnt-11-vector (met 1 × 10 9 PFU) (Shanghai GenePharma Co. Ltd., Shanghai, China) werd 1 week na succesvolle oprichting van ONFH rond het heupgewricht geïnjecteerd) en agomir-miR-410 + OE-Wnt-11-groep (0,5 mL miR-410-agonist en 0,4 µmL opgereguleerde Wnt-11-vector (met 1 × 10 9 PFU) (Shanghai GenePharma Co. Ltd., Shanghai, China) werd 1 week na succesvolle oprichting van ONFH rond het heupgewricht geïnjecteerd. Ondertussen werd de normale groep (alleen zoutoplossing werd in de buikholte geïnjecteerd, 10 ratten) ingesteld als controle. Na 4  weken ONFH werden micro-CT, osteonometrie-analyse, röntgenobservatie, botdensitometrie en bepaling van het serumcalcium- en fosforgehalte uitgevoerd.

Micro-CT-test en osteonometrie-analyse

De rechter femurkop van ratten werd op de micro-CT-machine (General Electric (GE) Company, Massachusetts, VS) geplaatst en het willekeurig uitgeruste standaardfantoom werd ook gescand. De scanparameters zijn als volgt:resolutie 27 μm × 27 μm × 27 μm, scanstroom 450 mA, scanspanning 80 kV en enkele scantijd 88 min. De microstructuur van de heupkop van de rat werd in detail bekeken. Na kalibratie in het licht van de specificatie werden drie kubusvormige gebieden van belang (ROI) willekeurig geselecteerd uit verschillende groepen ratten voor reconstructie (0,5 × 0,5 × 0,5 cm 3 ). De beeldverwerking werd uitgevoerd met de machinesoftware GE Microview en de ROI werd gereconstrueerd en geanalyseerd door botmetrologie. De parameters botmineraaldichtheid (BMD) en botvolumefractie (BV/TV) werden geselecteerd.

Röntgenobservatie, BMD-bepaling en bepaling van serumcalcium- en fosforgehalte

Vier weken na de operatie werden de ratten in elke groep via de buik geïnjecteerd met 10% chloraalhydraat. Na anesthesie werden de ratten in rugligging geplaatst en werden de ledematen gefixeerd en vervolgens onderzocht met röntgenfotografie. De verandering van de vorm en dichtheid van de femurkop werd waargenomen. De botdichtheid van de linker femurruggengraat, femurkop en wervelkolom werd getest met een dubbel-energie röntgenbotdichtheidsmeetinstrument. Vier weken na de operatie moesten de ratten in elke groep 12 uur vasten voordat bloed werd afgenomen. De bloedmonsters (5 mL) werden 's ochtends door het hart verzameld en in een vacuüm schone coagulatiebuis geplaatst. Het serum werd gescheiden door 3000 r/min centrifugatie gedurende 15 min. De serumcalcium- en fosforspiegels werden gemeten door een automatische biochemische analysator.

Elektronenmicroscopische observatie

De botweefselmassa van de rat werd vastgemaakt met 3,5% glutaaraldehyde, ontkalkt met 5% zoutzuuroplossing en 1% osminezuur, vervolgens gedehydrateerd met gradiëntaceton, dubbel geverfd met uraniumacetaat en citroenzuur en tenslotte ingebed met Epon-61. Nadat de halfdunne sectie was voorbereid, werd de ultradunne sectie waargenomen door een transmissie-elektronenmicroscoop.

TdT-gemedieerde dUTP-Biotine Nick End-Labeling (TUNEL) Assay

De in paraffine ingebedde secties werden voorbehandeld met conventionele ontparaffinering en dehydratatie. De coupes werden gedurende 25 min uitgebroed met pepsine (0,25 ~ 0,5% zoutzuuroplossing), vervolgens gedruppeld met 50 L TUNEL-reactiegemengde oplossing en 60 min in een natte doos uitgebroed en gedruppeld met 50  μL middel-peroxidase en uitgebroed in een natte doos voor 30 min. De coupes werden ontwikkeld met DAB-reagens, ongeacht of de coupes gekleurd waren en onder de microscoop werden bekeken. De secties werden toegevoegd met water om te stoppen met ontwikkelen en gekleurd met hematoxyline gedurende 2 min. Vervolgens werden de secties ondergedompeld in respectievelijk 95% ethanol I-II, absolute ethanol I-II gedurende 3-5 min, respectievelijk xyleen I-II gedurende 3-5 min en verzegeld met neutrale gom. De resultaten werden geanalyseerd onder de lichtmicroscoop.

Enzym-Linked Immunosorbent Assay (ELISA)

Nadat de ratten waren verdoofd, werd het bloed van de dijslagader afgenomen en werden de serummonsters verzameld door centrifugatie na 1 uur rusten. Op basis van de specificatie van de ELISA-kit (Shanghai enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd., Shanghai, China), werden achtereenvolgens zeven standaardwells toegevoegd met verschillende concentratiestandaarden (100 L), de blanco wells werden toegevoegd met 100  μL standaard verdunningsoplossing en aan de resterende putjes werd een te testen monster van 100 L toegevoegd. De enzymplaat werd bedekt met film en gedurende 1 uur geplaatst, en vervolgens werd de vloeistof weggegooid. Een oplossing (100 L) werd aan alle putjes toegevoegd en de enzymplaat werd gedurende 1 uur met de film bedekt. Na het wassen werd 100 L B-oplossing aan alle putjes toegevoegd en de enzymplaat werd gedurende 30 min met de film bedekt. Vervolgens werd tetramethylbenzidine-substraatoplossing (90 L) toegevoegd, de enzymplaat werd gedurende 10-20 min met de film bedekt en 50  μL terminatoroplossing werd aan alle putjes toegevoegd. De waarde van de optische dichtheid (OD) van elk putje werd gemeten met een microplaatlezer en de werkelijke concentratie van het monster werd geteld.

Dual Luciferase Reporter Gene Assay

De bindingsplaatsen en doelrelatie van miR-410 en Wnt-11 3' onvertaalde regio (UTR) werden voorspeld met behulp van bioinformatica-software //www.targetscan.org. De Wnt-11 3'UTR-promotorregiosequentie die de miR-410-bindingsplaats bevat, werd samengesteld en ingevoegd in pMIR-REPORT TM Luciferase vectorplasmide (Ambion, Company, Austin, TX, VS) voor het formuleren van het Wnt-11 3'UTR wildtype plasmide (Wnt-11-WT). En het Wnt-11 3'UTR-mutantplasmide (Wnt-11-MUT) werd geconstrueerd op basis van het plasmide en de mutatiebindingsplaats. Volg de stappen van de gekochte plasmide-extractiekit (Promega, Madison, Wisconsin, VS) en de logaritmische cellen werden in de platen met 96 putjes gezaaid. Toen de celconfluentie ongeveer 70% was, werd Lipofectamine 2000 aangenomen voor transfectie. Wnt-11-WT en Wnt-11-MUT werden vermengd met mimics NC en miR-410 mimics (Shanghai GenePharma Co. Ltd., Shanghai, China), respectievelijk, en vervolgens gecotransfecteerd naar 293 T-cellen. De cellen werden verzameld en gelyseerd na 48  h getransfecteerd, en de luciferase-activiteit werd getest met een luciferase-detectiekit (BioVision, San Francisco, CA, VS) en Glomax 20/20 luminometer (Promega, Madison, Wisconsin, VS).

Statistische analyse

Alle gegevens werden verwerkt door SPSS 21.0-software (IBM Corp. Armonk, NY, VS). De meetgegevens werden overgebracht door gemiddelde ± standaarddeviatie. Eenrichtingsanalyse van variantie (ANOVA) werd uitgevoerd voor vergelijkingen tussen meerdere groepen en de t test voor twee-groepsvergelijkingen en Fisher's minst significante verschil t test (LSD-t) werd gebruikt na ANOVA. P waarde <0,05 was indicatief voor een statistisch significant verschil.

Resultaten

Pathologische veranderingen in ONFH-weefsels van klinische monsters

HE-kleuring werd toegepast om de pathologische veranderingen van de femurkop in de femurhalsfractuurgroep (controlegroep) en de ONFH-groep te observeren; de resultaten meldden dat in de controlegroep de trabeculaire botdichtheid goed verdeeld was en dat de structuur integriteit was. In de ONFH-groep waren er veel lege botlacunes in het bot-cerebellum, waarbij botcellen afnamen en bottrabeculae continu veranderden. Bovendien waren er veel andere weefselhyperplasie rond het bot-cerebellum (Fig. 1a).

Pathologische veranderingen in ONFH-weefsels van klinische monsters. een Resultaten van HE-kleuring in elke groep (200 ×). b Resultaten van TRAP-kleuring en het aantal TRAP-positieve cellen in elke groep (200 ×). c Resultaten van ALP-kleuring en ALP-positieve cellen tellen in elke groep (400 x). *P <0,05 vs. de controlegroep

TRAP-kleuring onthulde dat TRAP voornamelijk werd gevonden in osteoclasten en vaak werd gebruikt om volwassen osteoclasten in amarant te identificeren. In vergelijking met de controlegroep steeg het aantal TRAP-positieve osteoclasten in de ONFH-groep, was de morfologie van osteoclasten divers en waren de cellen groot met een multinucleair uiterlijk. Duidelijke botdefecten werden waargenomen in het botcerebellum naast osteoclasten, die botresorptie vertoonden (figuur 1b).

Het resultaat van ALP-kleuring toonde aan dat ALP een markerenzym was voor osteoblastdifferentiatie en rijping, dat betrokken was bij de regulatie van verkalking van botmatrixrijping. Daarom werd ALP-expressie vaak gebruikt om osteoblasten te identificeren. In het cytoplasma van rijpe osteoblasten waren bruine of koffiedeeltjes te zien. Met betrekking tot de controlegroep nam het aantal ALP-positieve osteoblasten af ​​in de ONFH-groep (Fig. 1c).

MiR-410, ALP, BGLAP en Collα1 Degraded en Wnt-11, ACP5, CTSK en MMP9 Enhanced in ONFH-weefsels van de klinische monsters

Western-blot-analyse en RT-qPCR toonden aan dat miR-410-expressie in de ONFH-groep afnam ten opzichte van die in de controlegroep, terwijl Wnt-11-expressie toenam; de expressie van osteoblast-gerelateerde factoren ALP, BGLAP en Collα1 afgebroken; en de osteoclast-gerelateerde factoren ACP5-, CTSK- en MMP9-expressie namen toe (alle P <0,05) (Fig. 2a–c).

MiR-410, ALP, BGLAP en Collα1 namen af ​​en Wnt-11, ACP5, CTSK en MMP9 namen toe in ONFH-weefsels van klinische monsters. een Detectie van miR-410, Wnt-11 en osteoblast- en osteoclast-gerelateerde genen door RT-qPCR. b Wnt-11 en osteoblast- en osteoclast-gerelateerde eiwitten gedetecteerd door western blot-analyse. c Eiwitbanden van Wnt-11 en osteoblast- en osteoclast-gerelateerde eiwitten. d Wnt11-expressie (400 ×) en vergelijking van Wnt11-eiwitpositieve snelheid gedetecteerd door immunohistochemische kleuring. *P <0,05 vs. de controlegroep

Wnt-11-expressie werd getest door middel van immunohistochemie en de resultaten toonden aan dat Wnt-11-eiwit voornamelijk tot expressie werd gebracht in het cytoplasma, en de positieve expressie was in wezen bruinachtig geel of bruin. In tegenstelling tot de controlegroep was de positieve snelheid van Wnt-11-eiwitexpressie in de ONFH-groep verhoogd (P <0,05) (Fig. 2d).

Opgereguleerde miR-410 en gedownreguleerde Wnt-11 Verhoog de BMD en BV/TV van ratten

Micro-CT suggereerde dat in de normale groep het uiterlijk van de femurkop rond was, de dikte van de nek uniform was en de structuur van de bottrabeculae continu en gelijkmatig verdeeld was. De femurkop van de ratten in de ONFH-groep, agomir-NC-groep, siRNA-NC-groep en agomir-miR-410 + OE-Wnt-11-groep zakte geleidelijk in, het botresorptiegebied verscheen geleidelijk, de nek van de dijbeenderen werd dunner en de bottrabeculae werden gebroken en de continuïteit vernietigd. In de agomir-miR-410-groep, Wnt-11-siRNA-groep en agomir-miR-410 + OE-NC-groep bleef het uiterlijk van de ratten intact, er trad geen collaps op, er verscheen geen duidelijk botresorptiegebied, de bottrabeculae waren normaal gerangschikt en de structuur was voltooid (Fig. 3a).

Sterk tot expressie gebrachte miR-410 en slecht tot expressie gebrachte Wnt-11 verhogen BMD en BV/TV van ratten. een Micro-CT-resultaten van ratten in elke groep. b Resultaten van BMD-analyse. c Resultaten van BV/TV-analyse. *P <0,05 vs. de normale groep. + P <0,05 vs. de agomir-NC-groep. # P <0,05 vs. de siRNA-NC-groep. & P <0,05 vs. de agomir-miR-410 + OE-NC-groep

De resultaten van botmetrologie meldden dat in tegenstelling tot de normale groep, de BMD en BV/TV in de ONFH-groep depressief waren (beide P <0,05). Met betrekking tot de agomir-NC-groep en de siRNA-NC-groep, waren de BMD en BV/TV verhoogd in de agomir-miR-410-groep en de Wnt-11-siRNA-groep (allemaal P <0,05). In vergelijking met de agomir-miR-410 + OE-NC-groep, werden de BMD en BV/TV in de agomir-miR-410 + OE-Wnt-11-groep geschrapt (beide P <0,05) (Fig. 3b, c).

Overexpressie van miR-410 en slechte expressie van Wnt-11 Verhoog de BMD-niveaus van de femurschacht, femurkop en wervelkolom, en ook het verhoogde serumcalcium en fosforgehalten van ratten

Röntgenfoto's zagen dat het uiterlijk van de femurkop in de normale groep rond was, de dichtheid van de femurkop uniform was en de structuur compleet was. In de ONFH-groep, agomir-NC-groep, siRNA-NC-groep en agomir-miR-410 + OE-Wnt11-groep werd het uiterlijk van de femurkop van ratten dunner en verscheen het botresorptiegebied. Het uiterlijk was gelijk en de dikte van de femurkop van de ratten was compleet in de agomir-miR-410-groep, Wnt11-siRNA-groep en agomir-miR-410-groep + OE-NC-groep (Fig. 4a).

Upregulated miR-410 and downregulated Wnt-11 increase the bone mineral density level of the femoral shaft, femoral head, and spinal column, and also raise the serum calcium and phosphorus levels of rats. een Animal X-ray observation results. b Comparison of the bone mineral density of the femoral shaft, femoral head, and spine in each group. c Comparison of the serum calcium and phosphorus levels in each group. *P <0.05 vs. the normal group. + P <0.05 vs. the agomir-NC group. # P <0.05 vs. the siRNA-NC group. & P <0.05 vs. the agomir-miR-410 + OE-NC group

BMD and serum calcium and phosphorus level determination reported that compared to the normal group, the BMD of the femoral shaft, femoral head, and spine, as well as the serum calcium and phosphorus levels, fell in the ONFH group (all P <0,05). In contrast with the agomir-NC group and siRNA-NC group, the BMD of the femoral shaft, femoral head, and spine, as well as serum calcium and phosphorus levels, ascended in the agomir-miR-410 group and Wnt-11-siRNA group (all P <0,05). In relation to the agomir-miR-410 + OE-NC group, the BMD of the femoral shaft, femoral head, and spine, as well as the serum calcium and phosphorus levels in the agomir-miR-410 + OE-Wnt-11 group, was abated (all P <0.05) (Fig. 4b, c).

Silencing Wnt-11 and Upregulating miR-410 Alleviate the Pathological Changes of Rat Tissues and Restrain Apoptosis of Osteocytes

The results of HE staining showed that the bone trabeculae were neat and clear and arranged regularly and tightly. Bone cells filled the bone lacunae, and the calcified zone was well connected to the subcartilage bone trabeculae in the normal group. In the ONFH group, agomir-NC group, siRNA-NC group, and agomir-miR-410 + OE-Wnt-11 group, the bone trabecula was sparse; thinned, and even broken; the structure was disordered; and some fragments appeared. Some osteocytes in the bone lacuna were necrotic and a large number of bone lacuna was in emptiness that no bone cells filled in, and obvious proliferation of granulation tissue was observed in the necrosis bone trabecular space, which was wrapped around the necrotic bone trabeculae. In the agomir-miR-410 group, the Wnt-11-siRNA group, and the agomir-miR-410 + OE-NC group, the appearance of the rats remained intact, no obvious bone resorption area appeared and the bone trabeculae were arranged normally and the structure was complete (Fig. 5a).

Poor expression of Wnt-11 and overexpression of miR-410 alleviate pathological changes of rats tissues and restrain apoptosis of osteocytes. een Morphological observation of the femoral head of rats in each group (200 ×). b Ultrastructural observation of bone cells in rats of each group (8000 ×). c The results of TUNEL staining (200 ×). d Detection of apoptosis rate by TUNEL assay. e Detection of the Bax and Bcl-2 mRNA expression by RT-qPCR. v , g Detection of the Bax and Bcl-2 protein expression by western blot analysis. *P <0.05 vs. the normal group. + P <0.05 vs. the agomir-NC group. # P <0.05 vs. the siRNA-NC group. & P <0.05 vs. the agomir-miR-410 + OE-NC group

Electron microscopic observation observed that the shape of the bone cells in the normal group was consistent with the lacunae, and there was a small gap between the cell and the lacunae wall. The organelles were abundant, the cells in the lacunae were normal, the nucleus was egg-shaped, the nuclear membrane was intact, the chromatin did not agglutinate, and the cytoplasmic pseudo-foot stretched to the peripheral bone small tube and was connected with the adjacent bone cells. Osteoblasts were located on the surface of the bone trabecula, the sample was long, and there were many organelles. In the ONFH group, agomir-NC group, siRNA-NC group, and agomir-miR-410 + OE-Wnt-11 group, a large number of lipid deposits were found in the cytoplasm of osteoblasts, the gap between capsule and lacunae well was further widened, edema bright bands appeared between the nuclear membrane and cytoplasm, nuclear margination showed with compression, nuclear membrane was intact, mitochondria in cytoplasm was swollen, and the endoplasmic reticulum and Gore apparatus disappeared. In the agomir-miR-410 group, Wnt-11-siRNA group, and agomir-miR-410 + OE-NC group, the morphology of rat osteoblasts was normal, chromatin aggregation was found in the nucleus of a small number of cells, no obvious lipid droplets were found in the cytoplasm, and the nuclear membrane was intact (Fig. 5b).

The results of TUNEL staining demonstrated that compared to the normal group, the apoptosis rate of osteocytes in the ONFH group was raised (P <0,05). In contrast with the agomir-NC group and the siRNA-NC group, the apoptosis rate of osteocytes abated in the agomir-miR-410 group and the Wnt-11-siRNA group (both P <0,05). In relation to the agomir-miR-410 + OE-NC group, the apoptosis rate of osteocytes enhanced in the agomir-miR-410 + OE-Wnt-11 group (P <0.05) (Fig. 5c, d).

Western blot analysis and RT-qPCR reported that the Bcl-2 expression reduced and Bax expression raised in the ONFH group compared to the normal group (both P <0,05). By comparison with the agomir-NC group and the siRNA-NC group, Bcl-2 expression ascended and Bax expression descended in the agomir-miR-410 group and the Wnt-11-siRNA group (all P <0,05). In contrast with the agomir-miR-410 + OE-NC group, the Bcl-2 expression declined and Bax expression appended in the agomir-miR-410 + OE-Wnt-11 group (both P <0.05) (Fig. 5e–g).

Overexpression of miR-410 and Low Expression of Wnt-11 Increase the Number of Osteoblasts and Decrease the Number of Osteoclasts

TRAP staining revealed that in the normal group, the morphology of osteoclasts with positive TRAP staining was different, most of them were shuttle or fusiform, few large osteoclasts were polygons, and most of them were distributed around the bone cerebellum. In the ONFH group, agomir-NC group, siRNA-NC group, and agomir-miR-410 + OE-Wnt-11 group, TRAP-positive cells were ascended, the morphology of cells was diverse in large polygons and polykaryotes, bone resorption was found in the bone trabeculae adjacent to osteoclasts, and typical resorption lacunae were formed. In the agomir-miR-410 group, Wnt-11-siRNA group, and agomir-miR-410 + OE-NC group, the number of cells positive for TRAP staining was reduced, the cells were in a long strip shape and the morphology was more regular, the polygonous polynuclear osteoclasts were rare, and the bone structure of adjacent bone trabeculae was relatively complete (Fig. 6a).

Overexpression of miR-410 and low expression of Wnt-11 increase the number of osteoblasts and decrease the number of osteoclasts. een Results of TRAP staining in osteoclasts of rats (200 ×). b Count of positive cells in TRAP staining. c Results of ALP staining in osteoblasts of rats in each group (200 ×). d Count of positive cells determined by ALP staining. *P <0.05 vs. the normal group. + P <0.05 vs. the agomir-NC group. # P <0.05 vs. the siRNA-NC group. & P <0.05 vs. the agomir-miR-410 + OE-NC group

ALP staining presented that in the normal group, in osteoblasts, which were positive for ALP staining, the morphology was small and round. The cells were distributed in aggregation, most of which were located in the bone trabecular space of bone marrow cavity and on the surface of some bone trabeculae. In the ONFH group, agomir-NC group, siRNA-NC group, and agomir-miR-410 + OE-Wnt-11 group, the number of osteoblasts positive for ALP staining was dispersedly distributed in the trabecular space of the bone marrow cavity. In the agomir-miR-410 group, Wnt-11-siRNA group, and agomir-miR-410 + OE-NC group, the number of osteoblast-positive cells enhanced, and they were distributed in the trabecular space of the bone marrow cavity and the surface of the part of the bone trabecular (Fig. 6c).

By comparison with the normal group, the number of osteoblasts per unit area was suppressed and the number of osteoclasts was heightened in the ONFH group (both P <0,05). In relation to the agomir-NC group and the siRNA-NC group, the number of osteoblasts per unit area was heightened and the number of osteoclasts was declined in the agomir-miR-410 group and Wnt-11-siRNA group (all P <0,05). In contrast to the agomir-miR-410 + OE-NC group, the number of osteoblasts per unit area was declined and the number of osteoclasts was raised in the agomir-miR-410 + OE-Wnt-11 group (both P <0.05) (Fig. 6b, d).

Highly Expressed miR-410 and Lowly Expressed Wnt-11 Elevate the Expression of Osteocalcin (OCN), ALP, BGLAP, and Collα1, as well as Abate C- and N-terminal Telopeptides of Type I collagen (NTX-1, CTX-1), ACP5, CTSK, and MMP9 expression in ONFH Rats

The results of ELISA revealed that in relation to the normal group, the level of osteogenic function index ALP and OCN degraded while the levels of osteoclast function index NTX-1 and CTX-1 heightened in the ONFH group (all P <0,05). In contrast with the agomir-NC group and the siRNA-NC group, ALP and OCN ascended and NTX-1 and CTX-1 descended in the agomir-miR-410 group and the Wnt-11-siRNA group (all P <0,05). By comparison with the agomir-miR-410 + OE-NC group, ALP and OCN dropped and NTX-1 and CTX-1 appended in the agomir-miR-410 + OE-Wnt-11 group (all P <0.05) (Fig. 7a).

Highly expressed miR-410 and lowly expressed Wnt-11 elevate the expression of OCN, ALP, BGLAP, and Collα1 as well as abate NTX-1, CTX-1, ACP5, CTSK, and MMP9 expression in ONFH rats. een Detection of osteogenesis and osteoclast function indices in the serum of rats in each group by ELISA. b Detection of osteoblast- and osteoclast-related genes by RT-qPCR. c , d Detection of osteoblast- and osteoclast-related genes protein expression by western blot analysis. *P <0.05 vs. the normal group. + P <0.05 vs. the agomir-NC group. # P <0.05 vs. the siRNA-NC group. & P <0.05 vs. the agomir-miR-410 + OE-NC group

The results of western blot analysis and RT-qPCR revealed that in relation to the normal group, the expression of osteoblast-related factors ALP, BGLAP, and Collα1 degraded, and osteoclast-related factors ACP5, CTSK, and MMP9 expression ascended (all P <0,05). In contrast with the agomir-NC group and the siRNA-NC group, the expression of ALP, BGLAP, and Collα1 elevated, and ACP5, CTSK, and MMP9 expression abated in the agomir-miR-410 group and the Wnt-11-siRNA group (all P <0,05). By comparison with the agomir-miR-410 + OE-NC group, the expression of ALP, BGLAP, and Collα1 depressed, and ACP5, CTSK, and MMP9 expression heightened in the agomir-miR-410 + OE-Wnt-11 group (all P <0.05) (Fig. 7b–d).

Elevated Wnt-11 and Decreased miR-410 are Found in ONFH Tissues of Rats as well as Wnt-11 is the Target Gene of miR-410

The targeting relationship between miR-410 and Wnt-11 gene was analyzed by an online analysis software. It was displayed that a specific binding region existed between Wnt-11 gene sequence and miR-410 sequence, implying that Wnt-11 was the target gene of miR-410 (Fig. 8a). Luciferase activity assay was utilized to verify this relationship (Fig. 8b). The results presented that compared to the NC group, the luciferase activity depressed in the miR-410 mimics group (P <0.05), but there was no significant difference in the luciferase activity of MUT 3′UTR (P> 0.05), indicating that miR-410 could specifically bind to Wnt-11.

Increased Wnt-11 and decreased miR-410 are found in ONFH tissues as well as Wnt-11 is the target gene of miR-410. een Prediction of binding sites of miR-410 on Wnt-11 3′UTR. b Luciferase activity detection for verifying the relationship between miR-410 and Wnt-11. c Detection of miR-410 and Wnt-11 expression by RT-qPCR. d , e Wnt-11 protein expression determined by western blot analysis. v Expression of Wnt-11 in femoral head of rats in each group detected by immunohistochemistry (200 ×). g Comparison of the positive rate of Wnt-11 protein expression in each group. *P <0.05 vs. the normal group. + P <0.05 vs. the agomir-NC group. # P <0.05 vs. the siRNA-NC group. & P <0.05 vs. the agomir-miR-410 + OE-NC group

The results of western blot analysis and RT-qPCR revealed that in relation to the normal group, miR-410 expression declined and Wnt-11 expression raised in the ONFH group (both P <0,05). By comparison with the agomir-NC group, miR-410 raised and Wnt-11 reduced in the agomir-miR-410 group (both P <0,05). In contrast with the siRNA-NC group, Wnt-11 declined in the Wnt-11-siRNA group (P <0,05). Wnt-11 enhanced in the agomir-miR-410 + OE-Wnt-11 group relative to that in the agomir-miR-410 + OE-NC group (P <0.05) (Fig. 8c–e).

>Wnt-11 expression was verified by immunohistochemistry. Wnt-11 protein was mainly expressed in the cytoplasm, and the positive expression was mainly brownish yellow or brown. Compared to the normal group, the positive rate of Wnt-11 protein expression in the ONFH group was raised (P <0,05). By comparison with the agomir-NC group and the siRNA-NC group, the positive rate of the Wnt-11 protein expression descended in the agomir-miR-410 group and Wnt-11-siRNA group (both P <0,05). In relation to the agomir-miR-410 + OE-NC group, the positive rate of Wnt-11 protein expression enhanced in the agomir-miR-410 + OE-Wnt-11 group (P <0.05) (Fig. 8f, g).

Discussion

ONFH, a kind of bone destruction disease, is caused by blood supply failure and coagulation and fibrinolysis system disorder and finally causes the femoral head to collapse [19]. A previous study has discussed miRNA expression in bone marrow mesenchymal stem cells induced by hormone in mice with ONFH [20]. Also, a recent study has provided a proof that the expression profile of miRNA of bone marrow-derived mesenchymal stem cells in osteogenesis related to steroid-induced ONFH [21]. Furthermore, it was revealed the Li-nHA/GM/rhEPO stents can elevate both Wnt and HIF-1/VEGF pathways and promote osteogenesis and angiogenesis, which is beneficial to the repair of ONFH induced by glucocorticoids [22]. Based on these facts, the study aimed to explore the effects of miR-410 in the prevention of ONFH by targeting Wnt-11.

Our study has provided substantial evidence in relation to the notion that miR-410, ALP, BGLAP, and Collα1 degraded and Wnt-11, ACP5, CTSK, and MMP9 enhanced in ONFH tissues. A recent study has promoted that the expression of miR-410 in osteosarcoma is declined, and the anti-tumor effect is shown [23]. Another study has presented miR-410 expression was reduced in human estrogen receptor-positive tissues of breast cancer [24]. It is reported that secreted factor Wnt-11 expression is ascended in several types of cancer, containing colorectal cancer, where it advances the migration and invasion of cancer cells [25]. Similarly, a previous study has proved that Wnt-11 expression is heightened in hormone-independent prostate cancer [26]. ALP is a useful index for the state diagnosis and clinical prognosis of the disease [27]. OCN (bone gamma-carboxyglutamate protein; BGLAP) is a widely conserved molecule related to mineralization of bone matrix [28]. ACP5 is necessary for osteoclast differentiation and bone resorption, and it promotes cell movement by regulating adhesion kinase phosphorylation [29]. CTSK is a critical protease in charge of osteopontin, degrading type I collagen and other bone matrix proteins [30]. MMPs can degrade and modify most of the components of extracellular matrix and basement membrane and push forward an immense influence on cancer invasion and metastasis [31]. Also, our study revealed that Wnt-11 is the target gene of miR-410. Similarly, Zhang et al. found that miR-410 targeted the inferred binding site in the Wnt3a 3′-UTR to modulate the Wnt signaling pathway [32].

In addition, it was revealed that upregulated miR-410 and downregulated Wnt-11 increased BMD and BV/TV of ONFH rats. It has been suggested previously that a decrease of spinal BMD and an increase of urinary DPD/Cr ratio in non-traumatic ONFH patients [33]. Another study has verified that BMD of the femoral head and lumbar vertebrae in the ONFH group were degraded relative to that in the control group [34]. Additionally, imaging analysis revealed muscone can restore BMD and BV/TV ratio of the necrotic femoral head, while histologic examination further confirmed the protective effect of muscone on alcohol-induced ONFH [35]. A result emerged from our data that highly expressed miR-410 and lowly expressed Wnt-11 restrained apoptosis of osteocytes. A study has demonstrated that silencing miR-410 can induce cell proliferation and reduce the apoptosis of human umbilical vein endothelial cells induced by oxidized low-density lipoprotein [36]. It is reported that the descended miR-410 expression and ascended SOCS3 expression could reduce the expression of anti-apoptosis factor Bcl-2 and promoted the apoptosis of cells [37]. In addition, in androgen deficient LNCaP cells, the downregulation of Wnt-11 can prevent neuroendocrine-like differentiation and lead to apoptosis of prostate cancer cells [26]. The study also showed that the downregulation of Wnt-11 and upregulation of miR-410 enhanced ALP, BGLAP, and Collα1 expression and reduced ACP5, CTSK, and MMP9 expression. A study has indicated that Wnt-11 expression heightened in cervical cancer cells may result in activation and phosphorylation of JNK-1 by activating Wnt/Jnk pathway and boosts the proliferation and migration/invasion of tumor cells [15]. It has been suggested that Wnt-11 gene silencing in colorectal cancer cell lines reduced the invasive ability of cells [25]. Furthermore, the overexpression of miR-410 can restrain the invasion, migration, proliferation, and epithelial mesenchymal transformation of osteosarcoma cells via directly targeting TRIM44 [23]. Furthermore, a previous study stated that upregulated miR-410 inhibited the growth of cholangiocarcinoma in a xenograft mouse model by inducing apoptosis [38].

Conclusion

In summary, our investigation revealed that miR-410 was lowly expressed and Wnt-11 was highly expressed in ONFH, and upregulating miR-410 or downregulating Wnt-11 increased osteoblasts and reduced osteoclasts to alleviate ONFH. However, clinical researches might be further carried out to detect the efficacy of miR-410 and Wnt-11 for the treatment of ONFH.

Beschikbaarheid van gegevens en materialen

Not applicable

Wijzigingsgeschiedenis

Afkortingen

ALP:

Alkalische fosfatase

ANOVA:

Analysis of variance

BMD:

Bone mineral density

EDTA:

Ethylene diamine tetraacetic acid

ELISA:

Enzym-linked immunosorbent assay

GAPDH:

Glyceraldehyde phosphate dehydrogenase

GE:

General Electric

HE:

Hematoxylin-eosin

LSD-t:

Least significant difference t test

miR-410:

MicroRNA-410

miRNAs:

MicroRNAs

NC:

Negative control

OD:

Optical density

ONFH:

Osteonecrosis of femoral head

PBS:

Fosfaatgebufferde zoutoplossing

ROI:

Interessante regio's

RT-qPCR:

Reverse transcription quantitative polymerase chain reaction

SD:

Sprague-Dawley

SDS:

Natriumdodecylsulfaat

THR:

Total hip replacement

TRAP:

Tartrate resistant acid phosphatase

TUNEL:

TdT-mediated dUTP-biotin nick end-labeling


Nanomaterialen

  1. Onthulling van de atomaire en elektronische structuur van gestapelde koolstof nanovezels
  2. First-Principles Study on the Stability and STM Image of Borophene
  3. Invloed van water op de structuur en diëlektrische eigenschappen van microkristallijne en nano-cellulose
  4. De oppervlaktemorfologieën en eigenschappen van ZnO-films afstemmen door het ontwerp van grensvlakken
  5. De koppelingseffecten van oppervlakteplasmonpolaritons en magnetische dipoolresonanties in metamaterialen
  6. De structurele, elektronische en magnetische eigenschappen van Ag n V-clusters (n = 1–12) onderzoeken
  7. Vervaardiging en karakterisering van ZnO-nanoclips door het door polyol gemedieerde proces
  8. Frequentie-gemoduleerde golfdiëlektroforese van blaasjes en cellen:periodieke U-bochten bij de crossover-frequentie
  9. Een theoretische simulatie van de stralingsreacties van Si, Ge en Si/Ge-superrooster op laag-energetische bestraling
  10. Effect van morfologie en kristalstructuur op de thermische geleidbaarheid van Titania-nanobuisjes
  11. Invloed van het substraat op de LSP-koppelingsgolflengte en sterkte