基于转录组测序分析 lncRNA AC003090.1 影响骨质疏松的分子机制:探索骨代谢奥秘的新突破

【字体: 时间:2025年04月08日 来源:Journal of Orthopaedic Surgery and Research 2.8

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  为探究骨质疏松(OP)相关基因表达变化及疾病进展机制,研究人员对 10 对绝经后 OP 患者和非 OP 志愿者进行研究,通过转录组测序等实验,发现 FOXP1 作为 AC003090.1 的分子介质影响 GSK-3β/β-catenin/c-Myc 信号通路,对理解 OP 进程意义重大。

  骨质疏松(Osteoporosis,OP)是一种严重的全身性代谢骨病,就像一座潜伏在人体中的 “隐形杀手”,悄无声息地破坏着骨骼健康。它以骨量减少、骨微观结构改变为特征,导致骨强度降低、骨折风险大增 。目前,临床常用药物如双膦酸盐降钙素,虽能减缓 OP 发展,但对改善骨小梁微观结构效果不佳,因此,提升骨形成能力成为 OP 治疗的关键所在。
在此背景下,苏州大学附属第二医院和福建医科大学附属第二医院的研究人员开展了一项极具意义的研究,相关成果发表于《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》。研究旨在基于转录组测序分析 OP 相关基因表达变化,明确 OP 进展中的关键分子与机制。

研究人员为开展此项研究,采用了多种关键技术方法。首先,选取了 20 位绝经后女性的皮质骨和松质骨样本(这些女性因髋部疾病在福建医科大学附属第二医院接受髋关节置换手术) 。然后,运用转录组测序技术对 6 对松质骨和皮质骨组织进行检测;通过定量实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测相关基因表达;利用磁性激活细胞分选(MACS)技术分离间充质干细胞(MSCs);还进行了蛋白质免疫印迹法(Western blot)分析蛋白表达。

下面来详细看看研究结果:

  1. 基因表达分析:通过对测序样本的分析,发现多数基因呈中等表达水平。对比不同组基因表达,在骨质疏松患者的皮质骨样本与对照组样本中,共鉴定出 2102 个差异表达基因(DEGs)。其中,1482 个显著上调,620 个显著下调。对这些差异表达基因进行聚类分析、基因本体(GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析后发现,许多条目与 “细胞外成分”“细胞定位”“细胞运动” 等相关 。
  2. FOXP1 的作用:研究发现,OP 患者骨组织和骨组织来源的 MSCs 中 FOXP1 表达显著低于非 OP 患者。通过受试者工作特征(ROC)曲线分析,表明骨组织中 FOXP1 水平,尤其是皮质骨中的水平,对 OP 具有预测价值 。
  3. 相关分子的表达变化:在 OP 患者的骨组织来源 MSCs 中,AC003090.1 和 FOXP1 表达下调,miR-203a-3p 表达上调。体外实验显示,过表达 AC003090.1 可下调 miR-203a-3p 表达,上调 FOXP1 的 mRNA 水平,且在 hBMSCs 成骨分化过程中,miR-203a-3p 表达下降,FOXP1 的 mRNA 水平上升 。
  4. 成骨相关基因的变化:OP 患者骨组织中 Runx2、Opn 和 Ocn 的转录水平低于对照组,且过表达 AC003090.1 可显著促进 hBMSCs 的成骨分化,转染 miR-203a-3p 模拟物和 si-FOXP1 则会抑制这种分化 。
  5. 信号通路的影响:过表达 AC003090.1 可上调 β-catenin 和 c-Myc 的转录和蛋白表达水平,抑制 GSK-3β 表达。而转染 miR-203a-3p 模拟物和 si-FOXP1 的作用则相反,这表明 AC003090.1 通过 miR-203a-3p/FOXP1 轴影响 GSK-3β 和 c-Myc 信号通路 。

综合研究结论与讨论部分可知,FOXP1 作为 AC003090.1 的分子介质,影响 GSK-3β/β-catenin/c-Myc 信号通路,促进 hBMSCs 的成骨分化,在 OP 进展中发挥关键作用。此项研究揭示了 OP 进程中的关键分子机制,为深入理解 OP 发病机制提供了重要依据,也为未来开发更有效的 OP 治疗策略指明了方向,具有极高的科研价值与临床意义。
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