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为探究 N6- 甲基腺苷(m6A)修饰的 circSTAT6 对骨质疏松(OP)的影响,武汉大学人民医院等研究人员开展相关研究。结果发现 METTL3 介导 circSTAT6 的 m6A 修饰,调节 miR-188-3p/Beclin1 轴,促进间充质干细胞成骨分化,为 OP 治疗提供潜在靶点。
骨质疏松(OP)是一种常见的骨骼疾病,以低骨量和骨折易感性增加为特征,严重影响患者的生活质量,尤其在绝经后女性和老年男性中更为常见。目前的治疗手段如降钙素、雌激素和双膦酸盐等只能缓解症状,无法根治。骨髓间充质干细胞(BMSC)在骨组织再生中发挥着重要作用,其向成骨细胞分化能力的降低是 OP 发生的重要因素之一,但 BMSC 成骨分化的具体机制尚不清楚。
circRNAs 作为一类非编码 RNA,在多种疾病的发生发展中起重要作用,已有研究表明其在 OP 中也存在异常调控。同时,N6- 甲基腺苷(m6A)修饰是真核生物中最普遍的 RNA 内部修饰,METTL3 作为关键的 m6A “写入器”,参与骨代谢过程,但 METTL3 介导的 m6A 修饰对 circSTAT6 在 OP 中的作用尚未明确。此外,Beclin1 在骨重塑和 OP 进展中发挥作用,生物信息学分析提示 miR-188-3p 可能是连接 circSTAT6 和 Beclin1 的潜在介质。基于以上背景,武汉大学人民医院等研究机构的研究人员开展了相关研究,旨在揭示 circSTAT6 在 OP 中的作用及机制,为 OP 的治疗提供新的潜在靶点 。该研究成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:收集临床样本,包括 25 例 OP 患者的小梁骨组织和 25 例创伤性骨折患者的小梁骨组织作为对照;进行细胞培养与转染,使用人骨髓间充质干细胞(BMSCs);采用 qRT-PCR 检测相关基因表达水平;通过荧光素酶报告基因实验验证分子间的相互作用;运用 RNA 免疫沉淀(RIP)技术评估分子的富集情况;利用蛋白质免疫印迹(Western blot)分析蛋白表达;还进行了甲基化 RNA 免疫沉淀(Me-RIP)实验检测 m6A 修饰水平等。
研究结果如下:
- 过表达 circSTAT6 促进 BMSC 成骨分化:通过对 GSE161361 队列分析及临床样本检测,发现 OP 患者中 circSTAT6 表达下调。过表达 circSTAT6 质粒转染 BMSC 实验表明,其能促进 BMSC 增殖,增加成骨分化标记物 ALP、OPN 和 RUNX2 的 mRNA 和蛋白水平,提高钙沉积和 ALP 活性,增强 BMSC 成骨分化能力。
- METTL3 通过 m6A 修饰增强 circSTAT6 表达并促进 BMSC 成骨分化:qRT-PCR 检测发现 OP 患者中 METTL3 表达下降。过表达 METTL3 质粒转染实验显示,METTL3 可通过 m6A 修饰提高 circSTAT6 表达,促进 BMSC 增殖,增加成骨分化标记物表达,提高钙沉积和 ALP 活性,增强 BMSC 成骨分化能力。
- 沉默 circSTAT6 消除 METTL3 对 BMSC 成骨分化的影响:将 METTL3 过表达和 sh-circSTAT6 转染 BMSC 实验表明,沉默 circSTAT6 可逆转 METTL3 过表达导致的 circSTAT6 上调,抑制 BMSC 增殖,降低成骨标记物的 mRNA 和蛋白水平,减少钙沉积和 ALP 活性,消除 METTL3 对 BMSC 成骨分化的促进作用。
- CircSTAT6 作为 miR-188-3p 的海绵调节 Beclin1 表达:生物信息学预测结合实验验证,circSTAT6 可与 miR-188-3p 结合,且 miR-188-3p 可靶向 Beclin1。OP 患者中 Beclin1 表达下调,rescue 实验表明 sh-circSTAT6 对 Beclin1 的抑制作用可被 miR-188-3p 抑制剂抵消。
- MiR-188-3p 模拟物逆转 circSTAT6 过表达对 BMSC 成骨分化的促进作用:将 miR-188-3p 模拟物转染 circSTAT6 过表达的 BMSC 实验表明,miR-188-3p 模拟物可恢复 miR-188-3p 表达,抑制 circSTAT6 介导的细胞增殖和 BMSC 成骨分化,降低成骨标记物表达,减少钙沉积和 ALP 活性。
- 沉默 Beclin1 逆转 miR-188-3p 抑制剂对 BMSC 成骨分化的促进作用:研究发现 miR-188-3p 抑制剂可促进 BMSC 成骨分化,而沉默 Beclin1 可抑制 miR-188-3p 抑制剂对 BMSC 增殖和成骨分化的促进作用,降低成骨标记物表达,减少钙沉积和 ALP 活性。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次揭示了 METTL3 介导的 circSTAT6 的 m6A 修饰通过 miR-188-3p/Beclin1 轴促进 BMSC 成骨分化。这一发现为理解 OP 的发病机制提供了新的视角,提示 circSTAT6 可能成为 OP 治疗的潜在靶点,为开发更有效的 OP 治疗策略提供了理论依据和实验基础,有望推动骨质疏松治疗领域的进一步发展。