G9a通过调控LINC00657/miR-204-5p/IGFBP5通路抑制糖尿病骨质疏松中骨源干细胞的成骨潜能及其抑制剂UNC0638的干预作用

本研究揭示组蛋白甲基转移酶G9a（EHMT2）通过下调lncRNA LINC00657/miR-204-5p/IGFBP5轴抑制2型糖尿病（T2DM）患者骨髓间充质干细胞（BMSCs）的成骨分化能力，而G9a抑制剂UNC0638可逆转这一过程。动物实验证实UNC0638通过该通路改善糖尿病骨质疏松（DOP）大鼠的骨微结构，为DOP治疗提供新靶点。

　　

背景

糖尿病（DM）是全球高发的慢性代谢性疾病，约30%老年患者伴发骨质疏松（OP）。糖尿病骨质疏松（DOP）以骨量减少和微结构破坏为特征，其机制与高糖环境下骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨分化能力受损密切相关。组蛋白甲基转移酶G9a（EHMT2）可通过催化H3K9单/双甲基化（H3K9me1/2）调控基因表达，但其在DOP中的作用尚未明确。

方法

研究团队对比了T2DM患者（T2DM-BMSCs）与非糖尿病骨质疏松患者（CON-BMSCs）的BMSCs中G9a表达差异，并通过碱性磷酸酶（ALP）活性、钙化水平及成骨标志基因（RUNX2、COL1A1、BGLAP）评估分化能力。基于转录组测序筛选关键lncRNA LINC00657，利用双荧光素酶报告实验验证其与miR-204-5p/IGFBP5轴的互作关系。通过高糖高脂饮食联合链脲佐菌素（STZ）构建DOP大鼠模型，采用显微CT（micro-CT）、免疫组化（IHC）等技术分析UNC0638的干预效果。

结果

1. G9a抑制成骨潜能：T2DM-BMSCs中G9a和H3K9me2表达显著升高，而0.5 μM G9a抑制剂UNC0638可降低H3K9me2水平并提升成骨标志物表达（RUNX2 mRNA增加2.1倍，ALP活性提高68%）。

2. LINC00657的关键作用：转录组分析发现LINC00657在T2DM-BMSCs中下调，过表达LINC00657可逆转EHMT2对成骨分化的抑制（钙化水平恢复至对照组85%）。

3. ceRNA机制解析：LINC00657通过吸附miR-204-5p上调IGFBP5表达，双荧光素酶实验证实二者结合位点突变后荧光活性丧失（突变组活性仅为野生型23%）。

4. 动物模型验证：UNC0638治疗12周后，DOP大鼠骨密度（BMD）提升40%，骨小梁数量（Tb.N）增加1.8倍；而敲低LINC00657则削弱该效应（BV/TV下降32%）。

讨论

本研究首次阐明G9a-LINC00657/miR-204-5p/IGFBP5轴在DOP中的调控作用：

• 剂量特异性：高浓度UNC0638（>1 μM）具有细胞毒性，而低浓度（0.1-0.5 μM）选择性抑制H3K9me2。

• 临床转化意义：血清LINC00657水平或可作为DOP生物标志物，而靶向G9a的表观遗传治疗为逆转糖尿病性骨丢失提供新策略。

• 局限性：样本量较小（n=5/组）及下游通路未充分解析需后续研究完善。

结论

G9a通过表观遗传沉默LINC00657/miR-204-5p/IGFBP5通路损害T2DM-BMSCs成骨能力，UNC0638通过抑制该通路显著改善DOP骨微结构，具有重要转化医学价值。