Mikro-RNA:t luuta muodostavan solun säätelyssä

Abstract

Luuytimen mesenkymaaliset strooman solut ovat monikykyisiä soluja, jotka erilaistuvat meso-dermin sukuperäissoluiksi; osteoblasteiksi eli luunemosoluiksi, kondrosyyteiksi eli rustosoluiksi ja adiposyyteiksi eli rasvasoluiksi. Mikro-RNA:t ovat pieniä, ei koodaavia RNA:ita, jotka ovat mukana useissa solujen toiminnoissa kuten kasvussa ja erilaistumisessa. Viime vuosina on löydetty mikro-RNA:ita, jotka ovat mukana mesenkymaalisen strooman solun erilaistumisessa luuta muodostavaksi osteoblastiksi. Mikro-RNA:t voivat tulevaisuudessa olla oiva työkalu luuta muodostavien solujen säätelyssä esimerkiksi ortopedian käyttötarkoituksiin. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia mikro-RNA:n säätelyn vaikutusta geenimuunnellun hiiren mesenkymaalisen strooman solun erilaistumisessa luuta muodostavaksi soluksi eli os-teoblastiksi. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää onko mikro-RNA:n inaktivoinnilla vaiku-tusta geenimuunnellun hiiren mesenkymaalisen strooman solun erilaistuessa osteoblastiksi. Tutkimuksessa käytettiin kahden eri geenimuunnellun hiirikannan (cre+ ja cre-) luuytimestä eristettyjä mesenkymaalisen strooman soluja. Geenimuokkausten lopputuloksena mikro-RNA:n tuotto voitiin lopettaa toisen hiirilinjan (cre+) luutamuodostavissa soluissa tamoksifeenin avulla. Tamoksifeeni on estrogeenitoimintaa moduloiva rintasyövän hoidossa käytettävä lääkeaine. Sille on kehitetty geenimuunneltu muoto. Luuydinsoluja viljeltiin soluviljelylaboratoriossa tamok-sifeenin vaikutuksen alaisena ja ilman tamoksifeenin vaikutusta. Solujen viabiliteettia havainnoi-tiin mikroskoopilla sekä erilaisin värjäyksin ja mittauksin. Tuloksissa tamoksifeenin vaikutuksen alla olleet naarashiirten solut erilaistuivat huomattavasti nopeammin kuin naarashiirten solut, joille ei annosteltu tamoksifeenia. Tämä osoitettiin myös ALP-proteiinimittauksessa, jossa huomattiin, että tamoksifeenin vaikutuksen alla olleet naa-rashiirten solut erittivät erilaistumiseen vaadittavia proteiineja huomattavasti aikaisemmin kuin solut, joille ei oltu annosteltu tamoksifeenia. Toisten kasvatuksien uroshiirten solujen kohdalla ei samanlaista huomattavaa eroa nähty. Tutkimus kuitenkin osoitti, että mikro-RNA:n inaktivoinnilla tamoksifeenin avulla saattaa olla vaikutusta osterix positiivisen (cre+) solun erilaistumisessa luuta muodostavaksi soluksi. Vaikutus saattaa olla nopeampaa naarashiiristä eristetyillä soluilla kuin uroshiirten soluilla.

Mesenchymal stromal cells that reside within the bone marrow stroma are multipotent cells that are capable of differentiating into mesoderm-lineage cells; osteoblasts i.e. bone-forming cell, chondrocytes alias cartilage cells and adipocytes alias fat cells. MicroRNAs are small, noncoding RNAs that are involved in many cell functions e.g. growth and differentiation. In recent years there have been discovered microRNAs that regulate the differentiation of mesenhymal stromal cell into bone formation osteoblast. In future microRNAs can be a useful tool for regulation of bone formation cells e.g. in use of orthopedics. The purpose of this study was to investigate the effects of microRNAs regulation on gene modified mouse’s mesenchymal stromal cell differentiation to bone formation cell, osteoblast. The aim of this study was to sort out if the inactivation of microRNA has effect on gene modified mouse’s mesenchymal stromal cell differentiation to osteoblast. In this study was used mesenchymal stromal cells that were isolated from two different kinds of gene modified mouse model (cre+ and cre-) bone marrows. Final result of the gene modification was that production of microRNAs could be terminated with tamoxifen in other mouse model’s (cre+) bone formation cells. Tamoxifen is a drug that modulates estrogen function and it is used in breast cancer treatment. It has been developed into a gene modified form. The bone marrow cells were cultured in cell culture laboratory within tamoxifen and without the effect of tamoxifen. The cell viability was observed with microscope and with different kinds of stainings and assays. The results showed that the female mouse cells that were under the effect of tamoxifen differentiated considerably faster than the female mouse cells which didn’t have tamoxifen. This was proved also in ALP protein assays in which were discovered that the female mouse cells that were under the effect of tamoxifen secreted the proteins that are needed in differentiation much earlier than cells that didn’t have tamoxifen. In other cultured cells that were isolated from male mouses was not seen same considerably difference. However the study proved that the inactivation of microRNAs with tamoxifen may have effect on osterix positive (cre+) cell differentiation to bone formation cell. The effect may be faster on cells that are isolated from female mouse than male mouse.