余 婧,游忠嵐,陳宗濤 (.陸軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院健康管理中心，重慶 400038;.陸軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院感染科，重慶 400038)

骨質(zhì)疏松是一種常見的代謝性骨病，也是乙型肝炎患者核苷類藥物抗病毒治療中的不良反應[1]。骨質(zhì)疏松主要表現(xiàn)為低骨量和骨微結(jié)構(gòu)退化，這會增加骨脆性和骨折的風險。骨質(zhì)疏松的發(fā)生率與年齡顯著相關(guān)，尤其好發(fā)于50歲以上的人群。隨著人口老齡化的加重，骨質(zhì)疏松逐漸被認為是老年人群中最重要的健康問題之一。據(jù)統(tǒng)計，50歲以上男性近五分之一、女性近三分之一經(jīng)歷過骨質(zhì)疏松性骨折，其中最常見的骨折部位是前臂、髖部和腰椎。此外，全世界每年有超過890萬例骨折是由骨質(zhì)疏松引起的，大量骨質(zhì)疏松引起的骨折發(fā)病率和骨折患者病死率升高給社會帶來了較大負擔[1]。因此，迫切需要尋找更有效的預防和治療骨質(zhì)疏松的手段。

骨重塑可以修復骨微損傷以維持骨量穩(wěn)定，并優(yōu)化骨骼形狀和結(jié)構(gòu)，使其更好地應對機械負荷。骨重塑是一個連續(xù)動態(tài)的過程，其中舊骨被破骨細胞去除，隨后新骨由成骨細胞形成。成骨細胞來源于骨髓間充質(zhì)干細胞，在Runx2的影響下，骨髓間充質(zhì)干細胞分化為前成骨細胞，隨后分化為未成熟的成骨細胞，最后分化為成熟的成骨細胞。在骨質(zhì)疏松患者中，骨質(zhì)流失是破骨細胞活性增加和/或成骨細胞活性降低的結(jié)果。許多因素均會導致原發(fā)性骨質(zhì)疏松的發(fā)病風險增加，如高齡、激素缺乏、氧化應激增加和遺傳性疾病等。此外，腎功能受損、慢性阻塞性肺病、消化系統(tǒng)疾病以及使用某些藥物(如糖皮質(zhì)激素)則會使繼發(fā)性骨質(zhì)疏松的發(fā)病風險增加。因此，尋找成骨細胞、破骨細胞和間充質(zhì)干細胞的調(diào)控機制對闡明骨質(zhì)疏松的發(fā)病機制具有重要意義。

長鏈非編碼RNAs(long non-coding RNAs，lncRNAs)是一類新的非編碼RNA，其長度超過200個核苷酸。lncRNAs具有較低的進化保守性和表達水平，最初被認為是“轉(zhuǎn)錄噪音”。近年來，隨著RNA高通量測序技術(shù)的發(fā)展，大量的lncRNAs被鑒定出表達于各種物種中，并參與多種生物學過程，從而參與多種疾病的發(fā)生發(fā)展，如腫瘤、免疫性疾病、代謝性疾病、心血管疾病和胃腸道疾病等。隨著研究的深入，有報道顯示部分lncRNAs還具有作為疾病診斷生物標志物的巨大潛力[2-3]。因此，本文就lncRNAs調(diào)控成骨細胞、破骨細胞和間充質(zhì)干細胞在骨質(zhì)疏松中的作用作一綜述。

1 lncRNAs在骨質(zhì)疏松中顯著異常表達

越來越多的證據(jù)顯示骨質(zhì)疏松患者中l(wèi)ncRNAs的表達異常。Fei等[4]的研究顯示，與健康人群相比，絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松患者存在51個差異表達的lncRNAs，其中25個表達顯著上調(diào)，26個表達顯著下調(diào)。Zhou等[5]在髖骨高骨密度患者和低骨密度患者外周血單核細胞轉(zhuǎn)錄組分析中發(fā)現(xiàn)存在575個差異表達的lncRNAs，在髖骨高骨密度患者中309個lncRNAs表達上調(diào)，266個lncRNAs表達下調(diào)。根據(jù)生物學功能預測顯示，上述失調(diào)的lncRNAs大多參與了與成骨細胞和破骨細胞相關(guān)的多個生物學過程，如造血、破骨細胞分化、炎癥反應、代謝和信號通路的調(diào)節(jié)。然而，這些失調(diào)的lncRNAs在骨質(zhì)疏松中的確切機制還需要進一步研究。

2 lncRNAs在骨質(zhì)疏松破骨細胞中的作用

破骨細胞是具有骨吸收活性的多核骨吸收細胞，目前已成為抗骨質(zhì)疏松治療的重要靶點。破骨細胞的分化主要受巨噬細胞集落刺激因子、RANK-配體和骨保護蛋白的調(diào)控。隨著年齡的增長，骨質(zhì)流失不可避免，然而在相對年輕的人群中，破骨細胞活性的增加也會加劇骨質(zhì)流失[6]。lncRNAs在骨質(zhì)疏松破骨細胞中明顯異常表達。Dou等[7]的研究發(fā)現(xiàn)518個lncRNAs在破骨細胞生成階段差異表達，其中170個表達上調(diào)，348個表達下調(diào)。Chang等[8]的研究顯示，在前體破骨細胞中鑒定出了837個差異表達的lncRNAs，其中471個表達上調(diào)，366個表達下調(diào)；在成熟的破骨細胞中有1 614個差異表達的lncRNAs，其中639個表達上調(diào)，975個表達下調(diào)。lncRNAs在骨質(zhì)疏松破骨細胞的生物學功能中也發(fā)揮著重要作用。Wang等[9]建立了卵巢切除術(shù)骨質(zhì)疏松大鼠模型，結(jié)果顯示LINC00311通過調(diào)節(jié)Notch信號通路誘導破骨細胞增殖并抑制其凋亡。Liu等[10]的研究顯示，lncRNA AK077216的表達水平和破骨細胞的功能密切相關(guān)，過表達AK077216能夠促進NFATc1的表達，導致破骨細胞的形成增加和功能增強，進而促進骨吸收。Ling等[11]的研究顯示，lncRNA MIRG能夠負向調(diào)控miR-1897/NFATc1軸促進破骨細胞的生成。在骨質(zhì)疏松破骨細胞中，lncRNA CRNDE能夠通過PI3K/Akt信號通路促進破骨細胞的增殖，負向調(diào)控P53則會抑制破骨細胞的增殖[12]。過表達lncRNA CASC11能夠明顯促進破骨細胞中TNF-α的表達，進而激活破骨細胞并增強破骨細胞的功能[13]。這些研究提示，lncRNAs參與調(diào)控骨質(zhì)疏松破骨細胞的增殖和凋亡，并調(diào)控破骨細胞中炎癥因子的釋放，進而參與骨質(zhì)疏松的發(fā)生發(fā)展。

3 lncRNAs在骨質(zhì)疏松成骨細胞中的作用

成骨細胞可以產(chǎn)生新骨發(fā)育所需的膠原蛋白，然后嵌入骨基質(zhì)中并激活SIRT1促進骨礦物質(zhì)沉積，使成骨標志物的表達增加。在不同成骨細胞分化階段的RNA-seq數(shù)據(jù)顯示，成骨細胞分化中存在3 948個lncRNAs和4 058個mRNAs的動態(tài)變化[14]。Xu等[15]研究發(fā)現(xiàn)，SIRT1可以促進成骨細胞中l(wèi)ncRNA HIF1α-AS1的表達，從而促進HOXD10的表達，進而導致成骨細胞的分化。同時，lncRNA-ANCR可以通過靶向調(diào)控EZH2和Runx2導致成骨細胞的分化，lncRNA-ANCR在破骨細胞的增殖和凋亡中也具有重要的調(diào)控作用[16]。這些研究提示大量lncRNAs在骨質(zhì)疏松成骨細胞中異常表達，并參與成骨細胞生物學功能的調(diào)控。成骨細胞主要通過不同的途徑參與骨形成，如PI3K/Akt細胞信號傳導途徑、MAPK途徑、Wnt/β-catenin信號傳導等。研究顯示，lncRNA AK125437可以通過MAPK途徑調(diào)節(jié)成骨細胞，從而影響絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松大鼠的骨礦物質(zhì)密度[17]。在成骨細胞分化中，lncRNA-ANCR表達上調(diào)能夠直接結(jié)合Runx2，不僅可在體外抑制成骨細胞的增殖，還可在體內(nèi)抑制其成骨作用[18]。同時，lncRNA DANCR還可以通過Wnt/β-catenin信號通路來調(diào)節(jié)成骨細胞的增殖和分化[19]。在骨形成中，基質(zhì)的礦化是成骨細胞分泌的重要步驟。研究顯示，lncRNA H19可以通過靶向miR-185-5p來促進成骨細胞礦化，從而抑制IGF1表達[20]?？傊?，lncRNAs在骨代謝和骨質(zhì)疏松中起重要作用。lncRNAs可通過直接靶向miRNAs或調(diào)控信號通路影響成骨細胞的增殖、分化、凋亡和礦化等，這提示lncRNAs具有在抗骨質(zhì)疏松藥物中起重要作用的潛力。

4 lncRNAs在骨質(zhì)疏松間充質(zhì)干細胞中的作用

間充質(zhì)干細胞是一組具有多重潛能的哺乳動物骨髓基質(zhì)細胞，可分化為骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞和肌肉細胞，具有免疫調(diào)節(jié)和定向歸巢的能力。間充質(zhì)干細胞為再生醫(yī)學以及老年患者的細胞療法提供了重要的細胞來源。骨髓間充質(zhì)干細胞為造血細胞提供支持，不僅在骨骼形成中發(fā)揮重要作用，還參與骨質(zhì)疏松的形成。研究顯示，在間充質(zhì)干細胞中存在2 166個表達上調(diào)的lncRNAs和1 472個表達下調(diào)的lncRNAs；此外，lncRNA ZBED3-AS1和CTA-941F9.9水平在軟骨母細胞分化的第7天顯著升高，并在第14天達到高峰，這種趨勢一直持續(xù)到第28天[21]，這表明lncRNA在間充質(zhì)干細胞向軟骨分化的早期過程中也起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。從間充質(zhì)干細胞到成骨細胞的分化是一個受多種信號通路調(diào)節(jié)的過程。研究顯示在成骨分化間充質(zhì)干細胞中存在1 206個差異表達的lncRNAs，其中687個表達上調(diào)，519個表達下調(diào)[22]。與未誘導的間充質(zhì)干細胞相比，在成骨誘導后第7天，骨髓間充質(zhì)干細胞中鑒定出了1 408個差異表達的lncRNAs(785個表達上調(diào)和623個表達下調(diào))[23]。研究顯示，lncRNA SEMA3B-AS1和lncRNA BDNF-AS參與調(diào)控人間充質(zhì)干細胞的成骨分化[24-25]。lncRNA XIST和lncRNA AK016739高表達能夠抑制間充質(zhì)干細胞的成骨細胞分化[26]。然而，lncRNA MALAT1能夠通過調(diào)控miR-30/Runx2軸促進間充質(zhì)干細胞的成骨細胞分化[27]。lncRNA H19不僅能夠促進破骨細胞的礦化，還能促進間充質(zhì)干細胞的增殖和分化[20]。因此，深入探討lncRNAs在間充質(zhì)干細胞中的作用對骨質(zhì)疏松的治療具有重要意義。

5 總結(jié)

目前，lncRNAs在基因調(diào)控方面已經(jīng)取得了重要進展，然而關(guān)于lncRNAs在骨質(zhì)疏松中的作用尚不明確，因此需要探索lncRNAs的更多功能。lncRNAs研究技術(shù)的不斷更新和發(fā)展將有助于揭示lncRNAs在骨質(zhì)疏松中的調(diào)控機制。本文主要總結(jié)了lncRNAs調(diào)控成骨細胞、破骨細胞和間充質(zhì)干細胞在骨質(zhì)疏松中的作用，并對其作用機制進行了匯總分析。未來，具有高組織特異性的lncRNAs有望成為新藥研發(fā)的靶點，為骨質(zhì)疏松的診治提供新的思路和方向。