Analyzes In Silico Indicate the lncRNAs MIR31HG and LINC00939 as Possible Epigenetic Inhibitors of the Osteogenic Differentiation in PDLCs
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Título
Analyzes In Silico Indicate the lncRNAs MIR31HG and LINC00939 as Possible Epigenetic Inhibitors of the Osteogenic Differentiation in PDLCs
Título (EN)
Analyzes In Silico Indicate the lncRNAs MIR31HG and LINC00939 as Possible Epigenetic Inhibitors of the Osteogenic Differentiation in PDLCs
Autor(es)
Rogério S Ferreira, Rahyza I F Assis, Francesca Racca, Ana Carolina Bontempi, Rodrigo A da Silva, Malgorzata Wiench, Denise C Andia
Instituição
Universidade Paulista
Tipo
Artigo
Tipo de Mídia
Revista
Resumo (EN)
Chromatin conformation, DNA methylation pattern, transcriptional profile, and non-coding RNAs (ncRNAs) interactions constitute an epigenetic pattern that influences the cellular phenotypic commitment and impacts the clinical outcomes in regenerative therapies. Here, we investigated the epigenetic landscape of the SP7 transcriptor factor (SP7) and Distal-Less Homeobox 4 (DLX4) osteoblastic transcription factors (TFs), in human periodontal ligament mesenchymal cells (PDLCs) with low (l-PDLCs) and high (h-PDLCs) osteogenic potential. Chromatin accessibility (ATAC-seq), genome DNA methylation (Methylome), and RNA sequencing (RNA-seq) assays were performed in l- and h-PDLCs, cultured at 10 days in non-induced (DMEM) and osteogenic (OM) medium in vitro. Data were processed in HOMER, Genome Studio, and edgeR programs, and metadata was analyzed by online bioinformatics tools and in R and Python environments. ATAC-seq analyses showed the TFs genomic regions are more accessible in l-PDLCs than in h-PDLCs. In Methylome analyses, the TFs presented similar average methylation intensities (AMIs), without differently methylated probes (DMPs) between l- and h-PDLCs; in addition, there were no differences in the expression profiles of TFs signaling pathways. Interestingly, we identified the long non-coding RNAs (lncRNAs), MIR31HG and LINC00939, as upregulated in l-PDLCs, in both DMEM and OM. In the following analysis, the web-based prediction tool LncRRIsearch predicted RNA:RNA base-pairing interactions between SP7, DLX4, MIR31HG, and LINC00939 transcripts. The machine learning program TriplexFPP predicted DNA:RNA triplex-forming potential for the SP7 DNA site and for one of the LINC00939 transcripts (ENST00000502479). PCR data confirmed the upregulation of MIR31HG and LINC00939 transcripts in l-PDLCs (× h-PDLCs) in both DMEM and OM (p < 0.05); conversely, SP7 and DLX4 were downregulated, confirming those results observed in the RNA-Seq analysis. Together, these results indicate the lncRNAs MIR31HG and LINC00939 as possible epigenetic inhibitors of the osteogenic differentiation in PDLCs by (post)transcriptional and translational repression of the SP7 and DLX4 TFs
Resumo
A conformação da cromatina, o padrão de metilação do DNA, o perfil transcricional e as interações de RNAs não codificantes (ncRNAs) constituem um padrão epigenético que influencia o comprometimento fenotípico celular e impacta os resultados clínicos em terapias regenerativas. Aqui, investigamos o panorama epigenético do fator transcritor SP7 (SP7) e dos fatores de transcrição osteoblásticos (TFs) Distal-Less Homeobox 4 (DLX4), em células mesenquimais do ligamento periodontal humano (PDLCs) com baixo (l-PDLCs) e alto (h-PDLCs) potencial osteogênico. Ensaios de acessibilidade à cromatina (ATAC-seq), metilação do DNA do genoma (Methylome) e sequenciamento de RNA (RNA-seq) foram realizados em l- e h-PDLCs, cultivados em 10 dias em meio não induzido (DMEM) e osteogênico (OM) in vitro. Os dados foram processados nos programas HOMER, Genome Studio e edgeR, e os metadados foram analisados por ferramentas de bioinformática online e em ambientes R e Python. As análises ATAC-seq mostraram que as regiões genômicas dos TFs são mais acessíveis em l-PDLCs do que em h-PDLCs. Nas análises do metiloma, os TFs apresentaram intensidades médias de metilação (AMIs) semelhantes, sem sondas metiladas diferentemente (DMPs) entre l- e h-PDLCs; além disso, não houve diferenças nos perfis de expressão das vias de sinalização dos TFs. Curiosamente, identificamos os longos RNAs não codificantes (lncRNAs), MIR31HG e LINC00939, como regulados positivamente em l-PDLCs, tanto em DMEM quanto em OM. Na análise a seguir, a ferramenta de previsão baseada na web LncRRIsearch previu interações de pareamento de bases RNA:RNA entre transcrições SP7, DLX4, MIR31HG e LINC00939. O programa de aprendizado de máquina TriplexFPP previu o potencial de formação de triplex DNA:RNA para o sítio de DNA SP7 e para um dos transcritos LINC00939 (ENST00000502479). Os dados de PCR confirmaram a regulação positiva dos transcritos MIR31HG e LINC00939 em l-PDLCs (× h-PDLCs) em DMEM e OM (p < 0,05); inversamente, SP7 e DLX4 foram regulados negativamente, confirmando os resultados observados na análise de RNA-Seq. Juntos, esses resultados indicam os lncRNAs MIR31HG e LINC00939 como possíveis inibidores epigenéticos da diferenciação osteogênica em PDLCs pela repressão (pós)transcricional e translacional dos TFs SP7 e DLX4
Palavras-chave
DLX4; LINC00939; MIR31HG; PDLC; SP7; epigenetic; osteogenic.
Direito de Acesso
Acesso Aberto
Financiamento
FAPESP