Circular RNA circSTX12 调控骨髓间充质干细胞命运，为老年性骨质疏松症治疗带来新希望

《Cellular and Molecular Life Sciences》：Circular RNA circSTX12 regulates osteo-adipogenic balance and proliferation of BMSCs in senile osteoporosis

为探究 circRNAs 在骨质疏松（OP）中对骨髓间充质干细胞（BMSCs）成脂成骨平衡及增殖的调控作用，研究人员开展了关于 Circular RNA circSTX12 的研究。结果发现 circSTX12 可调节 BMSCs 的分化和增殖，靶向 circSTX12 或为骨质疏松治疗新途径。

　　在骨骼的世界里，随着年龄增长，一场悄无声息的 “变革” 正在发生。老年性骨质疏松症（senile osteoporosis，OP）作为一种常见的骨骼代谢疾病，正逐渐威胁着人们的健康。它就像一个隐匿的 “破坏者”，使骨量不断减少，骨组织微观结构恶化，骨折风险大幅增加。据了解，随着全球人口老龄化加剧，老年性骨质疏松症带来的个人和社会成本逐年攀升，给公共卫生领域带来了巨大挑战。

目前，对于骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）在骨质疏松症中的作用机制，仍存在许多未解之谜。BMSCs 作为成骨细胞的重要来源，其向脂肪细胞的转化以及增殖能力的下降，被认为是骨质疏松发生的重要原因。然而，调控 BMSCs 在骨质疏松症中命运的分子网络，依旧扑朔迷离。

为了揭开这些谜团，来自中山大学附属第八医院的研究人员展开了深入研究。他们将目光聚焦于一种名为 circSTX12 的环状 RNA（circular RNAs，circRNAs），试图探究其在老年性骨质疏松症中的角色和作用机制。研究成果发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》杂志上，为骨质疏松症的治疗带来了新的曙光。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过细胞实验，他们对 BMSCs 进行分离、培养，并诱导其向成骨细胞或脂肪细胞分化，以此观察 circSTX12 在不同分化过程中的表达变化。在分子机制研究方面，运用 RNA pull-down、质谱分析、RNA 免疫沉淀（RIP）等技术，确定 circSTX12 与相关蛋白的相互作用。此外，构建动物模型，利用反义寡核苷酸（antisense oligonucleotides，ASO）在体内干扰 circSTX12 的表达，通过 micro-CT、组织染色等方法评估对骨骼的影响。同时，研究中还使用了细胞增殖实验（如 CCK-8、克隆形成实验等）、细胞周期分析等技术来探究 circSTX12 对 BMSCs 增殖的影响。

研究结果如下：

1. circSTX12 的特征：circSTX12 由人类 STX12 基因的外显子 2 和外显子 3 环化形成，长度为 170nt。研究人员通过设计发散引物进行 qPCR 检测，并经 Sanger 测序证实其存在反向剪接位点。circSTX12 对 RNase R 具有抗性，且分布于 BMSCs 的细胞质和细胞核中。
2. circSTX12 的表达与年龄的关系：研究人员根据双能 X 线吸收法（DXA）检测的 T 值，将人群分为年轻对照组、骨质减少组和骨质疏松组。通过荧光原位杂交（FISH）和 qPCR 检测发现，circSTX12 在骨质减少组和骨质疏松组的骨组织及 BMSCs 中的表达水平明显高于年轻对照组，且其表达与细胞衰老标记物 p16 呈正相关。
3. circSTX12 对 BMSCs 分化的影响：在 BMSCs 向成骨细胞分化过程中，circSTX12 表达显著下降；而在向脂肪细胞分化时，表达增加。敲低 circSTX12 可增强 BMSCs 的成骨能力，表现为碱性磷酸酶（ALP）染色和活性增强、钙结节形成增多、成骨相关基因（如 OPN、OCN、RUNX2）表达上调；同时抑制其成脂能力，如油红 O（ORO）染色减弱、成脂相关基因（如 PPARG、FABP4、CEBPA）表达下调。相反，过表达 circSTX12 则产生相反的效果。
4. Hippo/YAP 信号通路的介导作用：研究发现，circSTX12 主要通过调控 Hippo/YAP 信号通路影响 BMSCs 的分化。敲低 circSTX12 可降低 p-YAP 水平，促进 YAP 核定位；而过表达 circSTX12 则抑制 YAP 核定位。进一步研究表明，circSTX12 通过与 CBL 竞争性结合，减少 MST1 的泛素化降解，激活 Hippo 通路，从而抑制 YAP 核转位，最终促进 BMSCs 的成脂分化并抑制成骨分化。
5. circSTX12 对 BMSCs 增殖的影响：通过 CCK-8、克隆形成实验、细胞周期分析和 EdU 染色等实验发现，敲低 circSTX12 可显著增加 BMSCs 的细胞活力、克隆形成能力，提高细胞周期中 S 期和 G₂/M 期的比例，增加 EdU 阳性细胞比例，表明 circSTX12 负向调控 BMSCs 的增殖。
6. circSTX12 与 LMO7 的相互作用：RNA pull-down 和 RIP 实验证实 circSTX12 与 LMO7 相互作用。LMO7 在早期传代的 BMSCs 细胞核中高表达，敲低 LMO7 可抑制 BMSCs 的增殖，逆转敲低 circSTX12 对 BMSCs 增殖的促进作用。circSTX12 可将 LMO7 sequester 在细胞质中，减少其向细胞核的转运，从而降低 CCNA2、CCNH 和 CCND1 等基因的转录，抑制 BMSCs 的增殖。
7. 靶向 circStx12 对小鼠骨质疏松模型的影响：研究人员设计了针对 circStx12 的 ASO，并在老年小鼠模型中进行实验。结果显示，注射 circStx12 ASO 可显著降低老年小鼠骨组织中 circStx12 的表达，有效预防骨量丢失，增加骨体积分数、小梁厚度和数量，减少小梁间隙，促进骨形成。

研究结论和讨论部分指出，circSTX12 是调控骨骼衰老和骨质疏松的关键表观遗传因子。它通过与 CBL 和 LMO7 相互作用，分别调节 BMSCs 的成脂成骨平衡和增殖。靶向 circSTX12 的 ASO 在老年小鼠模型中表现出良好的治疗效果，为老年性骨质疏松症的治疗提供了新的潜在靶点和治疗策略。然而，该研究也存在一定的局限性，如 circSTX12 与 CBL、MST1 相互作用的具体机制，以及 circSTX12 与 LMO7 相互作用的 motif 等尚未明确，仍需进一步深入研究。尽管如此，这项研究为骨质疏松症的治疗开辟了新的方向，有望为未来的临床治疗提供重要的理论依据和实践指导。