Regulação Epigenética de Fatores de Transcrição Osteogênicos em Células do Ligamento Periodontal – um Estudo In Vitro e In Silico.
Anexos
Informações
Título
Regulação Epigenética de Fatores de Transcrição Osteogênicos em Células do Ligamento Periodontal – um Estudo In Vitro e In Silico.
Título (EN)
Epigenetic Regulation of Osteogenic Transcriptional Factors in Periodontal Ligament Cells – an In Vitro and In Silico Study.
Autor(es)
Rogério Salinas Ferreira
Orientador(es)
Denise Carleto Andia
Data de Defesa
21/11/2023
Resumo (EN)
The aim of this in vitro and in silico was to investigate the epigenetic mechanisms that regulate the (post)transcriptional profile of the osteogenic transcription factors (TFs) Sp7 Transcription Factor (SP7) and Distal-Less Homeobox 4 (DLX4), in addition to the correlation of gene expression between the histone demethylase JARID1B and the osteogenic TF Runt-related transcription factor 2 (RUNX2), in periodontal ligament stem-cells with high (h-PDLCs) and low (l-PDLCs) capacity for mineral deposition. The populations were cultivated in culture media with and without osteogenic induction (OM and DMEM, respectively), during periods of 3 and 10 days. After each culture period, DNA, RNA and protein were extracted from these cells, and this material obtained was submitted to the ATAC-seq, Methylome, RNA-seq, PCR and Western-Blotting techniques. Data were processed and analyzed by bioinformatics programs and tools based on R, Python and webserver environments. ATAC-seq analyzes indicated the genomic regions of SP7 and DLX4 more accessible in l-PDLCs when compared to h-PDLCs. In the Methylome analyses, these TFs showed different methylation patterns among themselves, but without differentially methylated probes (DMPs) between l- and h-PDLCs. The JARID1B methylation pattern was also analyzed, which was less methylated in l-PDLCs, in both culture periods (3 and 10 days). RNA-seq analyzes showed SP7 and DLX4 differentially less expressed in both culture conditions (DMEM and OM) on l-PDLCs. The long non-coding RNAs (lncRNAs) MIR31HG and LINC00939 were found differentially more expressed in both l-PDLC conditions. The RIblast prediction program, based on the LncRRIsearch webserver, predicted base-pairing (RNA:RNA) interactions between SP7, DLX4, MIR31HG and LINC00939 transcripts. The TriplexFPP machine learning program predicted potential for triplex formation (DNA:RNA) for SP7 and for LINC00939. PCR and Western-Blotting results showed reduced levels of JARID1B in h-PDLCs compared to l-PDLCs, and inversely proportional expression correlations with RUNX2(p57). Together, these results indicate the histone demethylase JARID1B and the lncRNAs MIR31HG and LINC00939 as possible epigenetic regulators in the osteogenic commitment of the l-PDLCs.
Resumo
Este estudo in vitro e in silico teve como objetivo investigar os mecanismos epigenéticos que regulam o perfil (pós)transcricional dos fatores de transcrição (TFs) osteogênicos Sp7 Transcription Factor (SP7) e Distal-Less Homeobox 4 (DLX4), além da correlação de expressão gênica entre a histona desmetilase JARID1B e o TF osteogênico Runt-related transcription factor 2 (RUNX2), em células mesequimais do ligamento periodontal humano com alta (h-PDLCs) e baixa (l-PDLCs) capacidade de deposição mineral. As populações celulares foram cultivadas em meios de cultura com e sem indução osteogênica (OM e DMEM, respectivamente), durante os períodos de 3 e 10 dias. Após cada período de cultura celular, foram realizadas as extrações do DNA, RNA e proteínas, sendo esse material obtido submetido às técnicas de ATAC-seq, Metiloma, RNA-seq, PCR e Western-Blotting. Os dados foram processados e analisados por programas e ferramentas de bioinformática baseados em ambientes R, Python e webserver. As análises do ATAC-seq apontaram as regiões genômicas de SP7 e DLX4 mais acessíveis nas l-PDLCs quando comparadas às h-PDLCs. Nas análises do Metiloma, esses TFs apresentaram padrões de metilação diferentes entre si, mas sem sondas diferencialmente metiladas (DMPs) entre l- e h-PDLCs. O padrão de metilação da JARID1B foi menor nas l-PDLCs, em ambos os períodos avaliados (3 e 10 dias). As análises de RNA-seq mostraram SP7 e DLX4 diferencialmente menos expressos nas l-PDLCs, tanto no DMEM quanto no OM. Os RNAs longos não codificantes (lncRNAs) MIR31HG e LINC00939 foram achados diferencialmente mais expressos em ambas as condições de l-PDLCs. O programa de predição RIblast, baseado no webserver LncRRIsearch, previu interações de pareamento de bases (RNA:RNA) entre transcritos de SP7, DLX4, MIR31HG e LINC00939. O programa de aprendizado de máquina TriplexFPP previu potencial de formação triplex (DNA:RNA) para SP7 e para LINC00939. Os resultados de PCR e Western-Blotting mostraram níveis aumentados de JARID1B nas l-PDLCs (x h-PDLCs), com correlações negativas de expressão com RUNX2. Juntos, esses resultados indicam a histona desmetilase JARID1B e os lncRNAs MIR31HG e LINC00939 como possíveis reguladores epigenéticos no comprometimento osteogênico das l-PDLCs.
Tipo
Tese
Palavras-chave
Epigenética; Osteogênese; Células-Tronco Mesenquimais; Ligamento Periodontal
Publicado em
FERREIRA, R. S.; ANDIA, D. C. (Orientadora). Regulação Epigenética de Fatores de Transcrição Osteogênicos em Células do Ligamento Periodontal – um Estudo In Vitro e In Silico. 2023. Tese (Doutorado em Odontologia) - Universidade Paulista, São Paulo, 2023.
Área de Concentração
Clínica Odontológica
Linha de Pesquisa
Estudos dos mecanismos relacionados à ocorrência das condições do sistema estomatognático
Instituição
Universidade Paulista
Financiamento
Programa de Suporte à Pós-Graduação de Instituições de Ensino Particulares – PROSUP/CAPES.
Direito de Acesso
Acesso Aberto