Identification of a Novel Mitochondrial-Related Gene Signature for BMSCs in Osteoporosis Combining Single-Cell and Bulk Transcriptome Data
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Osteoporosis (OS) is a prevalent skeletal disorder characterized by reduced bone mass and increased fracture risk, often linked to compromised functions of bone mesenchymal stem cells (BMSCs). Mitochondrial dysfunction and aberrant mitophagy are implicated in OS pathogenesis. This study aimed to identify a novel mitochondrial-related gene signature in BMSCs from OS patients by integrating single-cell and bulk transcriptome data. We analyzed single-cell RNA sequencing data from GSE147287 and bulk transcriptome data from GSE35956 to identify differentially expressed mitochondrial-related genes (MRGs) in BMSCs between healthy individuals and OS patients. Key genes were identified using LASSO logistic regression and random forest algorithms, and their differential expression was validated by RT-qPCR, Western blot, and immunofluorescence. Functional assays, including osteogenic differentiation and β-galactosidase staining, were conducted following siRNA-mediated knockdown of DUT. We identified 28 differentially expressed MRGs, with four key genes (DUT, UQCR10, DNAJC4, and MRPL33) further confirmed. Electron microscopy scanning showed damage to BMSCs mitochondria and decreased osteogenic differentiation ability in OS. Silencing DUT significantly impairs the mitochondrial function and osteogenic differentiation ability of BMSCs, indicating its potential role in OS development. This study identifies a mitochondrial gene signature in BMSCs linked to osteoporosis, with DUT emerging as a key regulator. DUT silencing impairs mitochondrial function and osteogenic differentiation, suggesting it as a potential therapeutic target for OS.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Identification of a Novel Mitochondrial-Related Gene Signature for BMSCs in Osteoporosis Combining Single-Cell and Bulk Transcriptome Data
- Date Crossref
- 13/04/2025
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Anhui Medical University Department of Orthopedics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Fuyang Normal University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Bengbu Medical College pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Anhui University of Finance and Economics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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First Affiliated Hospital of Bengbu Medical College pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Fuyang Second People's Hospital pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Clinical Research Center for Spinal Deformity of Anhui Province pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Fuyang Medical College pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Bengbu University College Anhui Province Key Laboratory of Tissue Transplantation pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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the First Affiliated Hospital of Bengbu Medical University Department of Orthopedics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Department of Orthopedics — Anhui Medical University, Fuyang Normal University et Bengbu Medical College, avec 7 autres affiliations.
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