Non-coding RNAs repressive role in post-transcriptional processing of RUNX2 during the acquisition of the osteogenic phenotype of periodontal ligament mesenchymal stem cells
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Informações
Título
Non-coding RNAs repressive role in post-transcriptional processing of RUNX2 during the acquisition of the osteogenic phenotype of periodontal ligament mesenchymal stem cells
Título (EN)
Non-coding RNAs repressive role in post-transcriptional processing of RUNX2 during the acquisition of the osteogenic phenotype of periodontal ligament mesenchymal stem cells
Autor(es)
Rahyza I F Assis, Geórgia da S Feltran, Maria Eduarda Salomão Silva, Iasmin Caroline do Rosário Palma, Emanuel Silva Rovai, Taís Browne de Miranda, Marcel Rodrigues Ferreira, Willian F Zambuzzi, Alexander Birbrair, Denise C Andia, Rodrigo A da Silva.
Instituição
Universidade Paulista
Tipo
Artigo
Publicado em
ASSIS, Rahyza Ingrid Fernandes; FELTRAN, Geórgia da Silva; SILVA, Maria Eduarda Salomão; PALMA, Iasmin Caroline do Rosário; ROVAI, Emanuel Silva; MIRANDA, Taís Browne de; FERREIRA, Marcel Rodrigues; ZAMBUZZI, Willian Fernando; BIRBRAIR, Alexander; ANDIA, Denise Carleto; SILVA, Rodrigo Augusto da. Non-coding RNAs repressive role in post-transcriptional processing of RUNX2 during the acquisition of the osteogenic phenotype of periodontal ligament mesenchymal stem cells. Developmental Biology, v. 470, p. 37–48, 2021.
Resumo (EN)
Mesenchymal stem cells are candidates for therapeutic strategies in periodontal repair due to their osteogenic potential. In this study, we identified epigenetic markers during osteogenic differentiation, taking advantage of the individual pattern of mesenchymal cells of the periodontal ligament with high (h-PDLCs) and low (l-PDLCs) osteogenic capacity. We found that the involvement of non-coding RNAs in the regulation of the RUNX2 gene is strongly associated with high osteogenic potential. Moreover, we evaluated miRs and genes that encode enzymes to process miRs and their biogenesis. Our data show the high expression of the XPO5 gene, and miRs 7 and 22 observed in the l-PDLCs might be involved in acquiring osteogenic potential, suppressing RUNX2 gene expression. Further, an inversely proportional correlation between lncRNAs (HOTAIR and HOTTIP) and RUNX2 gene expression was observed in both l- and h-PDLCs, and it was also related to the distinct osteogenic phenotypes. Thus, our results indicate the low expression of XPO5 in h-PDLC might be the limiting point for blocking the miRs biogenesis, allowing the high gene expression of RUNX2. In accordance, the low expression of miRs, HOTAIR, and HOTTIP could be a prerequisite for increased osteogenic potential in h-PDLCs. These results will help us to better understand the underlying mechanisms of osteogenesis, considering the heterogeneity in the osteogenic potential of PDLCs that might be related to a distinct transcriptional profile of lncRNAs and the biogenesis machinery.
Resumo
As células-tronco mesenquimais são candidatas promissoras para estratégias terapêuticas de reparo periodontal devido ao seu potencial osteogênico. Neste estudo, identificamos marcadores epigenéticos envolvidos durante a diferenciação osteogênica, explorando o padrão individual de células mesenquimais do ligamento periodontal (PDLCs) com alto (h-PDLCs) e baixo (l-PDLCs) potencial osteogênico. Verificamos que o envolvimento de RNAs não codificadores na regulação do gene RUNX2 está fortemente associado ao elevado potencial osteogênico. Além disso, foram avaliados microRNAs (miRNAs) e genes que codificam enzimas responsáveis pelo processamento e pela biogênese desses miRNAs. Nossos resultados demonstraram elevada expressão do gene XPO5, bem como dos miR-7 e miR-22, nas l-PDLCs, sugerindo que essas moléculas podem estar envolvidas na modulação da aquisição do potencial osteogênico por meio da supressão da expressão do gene RUNX2. Observou-se ainda uma correlação inversamente proporcional entre os RNAs longos não codificadores (lncRNAs) HOTAIR e HOTTIP e a expressão do gene RUNX2, tanto nas l-PDLCs quanto nas h-PDLCs, estando essa relação associada aos diferentes fenótipos osteogênicos observados. Dessa forma, nossos resultados indicam que a baixa expressão do gene XPO5 nas h-PDLCs pode representar um fator limitante para a biogênese dos miRNAs, permitindo maior expressão do gene RUNX2. Em concordância com esse achado, a baixa expressão dos miR-7, miR-22, HOTAIR e HOTTIP parece constituir um requisito para o aumento do potencial osteogênico nas h-PDLCs. Esses resultados contribuem para uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes à osteogênese, considerando a heterogeneidade do potencial osteogênico das células do ligamento periodontal, a qual pode estar relacionada a perfis transcricionais distintos de lncRNAs e dos componentes da maquinaria de biogênese dos miRNAs.
Palavras-chave
Epigenetic background; Osteogenic potential; Periodontal regeneration; Stem cells; Tissue engineering.
Direito de Acesso
Acesso Aberto
Financiamento
FAPESP