凋亡小体miR-30a介导破骨细胞-成骨细胞“对话”在成骨细胞骨形成中的作用机制

Previous study has shown that the osteoclastic bone resorption was guided by osteoblasts (OB).But in the clinical treatment of osteoporosis, the abated activity of OB was accompanied by inhibition of osteoclasts (OC) during the treatment. This study indicates that OC may mediate osteoblastic bone formation by means of direct or indirect actions; however, the precise mechanism is not know. Our previous study found : 1. Released apoptosis body of OC mediated by double phosphonic acid salt was negatively related to the OB activity. 2.The OC showed a high expression of apoptosis body. The OC apoptotic body with increased miR-30a was associated with the reduction of bone formation. The communication between OB and OC may medicated by the apoptosis body miR-30a. This effect is one of the reasons resulting in the decreased OB activity of osteoporosis' treatment. We aim to explore the mechanism of apoptosis body miR-30a of OC to regulate OB activity in the co-culture system of OC and OB, and to verify the role of OC apoptotic body miR-30a on OB by osteoporosis model. This study will provide theoretical basis for the mutual regulation of OC and OB, and may be a strategy for treating osteoporosis involving a reduction in bone formation.

既往研究认为成骨细胞（OB）引导破骨细胞（OC）的骨吸收，而通过抑制OC治疗骨质疏松过程中往往伴随OB活性的减弱，提示OC也能通过直接或间接的方式调控OB骨形成，但机制不明。我们前期研究发现OC释放凋亡小体与OB活性负相关，OC凋亡小体富含miR-30a，抑制OC凋亡小体miR-30a促进OB的活性。因此，推测OC可能通过凋亡小体miR-30a途径实现了OC与OB之间的“对话”，这种“对话”可能是骨质疏松治疗出现OB活性减弱的关键。为进一步证实该推测并探索其具体的分子机制，本研究拟在OC与OB共培养体系中，应用分子生物学及生物信息学技术、结合RNAi或过表达等干预手段，明确OC凋亡小体miR-30a调控OB骨形成及机制；在骨质疏松症模型上明确OC凋亡小体miR-30a在骨形成中的机制。本研究将为OC与OB相互调控提供理论基础，为骨质疏松治疗过程中出现骨形成减少提供治疗策略。

随着全球人口老龄化程度日益加剧，骨质疏松症已成为严重威胁社会公共卫生的疾病之一，其最严重的后果是骨质疏松性骨折，给患者的身心健康造成严重威胁、家庭造成极大的拖累、社会造成沉重的经济负担。往研究提示破骨细胞与成骨细胞之间存在抑制信号传导现象。治疗骨质疏松症最常用的药物是双膦酸盐类，其机制主要是抑制破骨细胞的骨吸收、促进破骨细胞的凋亡。然而，在临床上发现长期使用双膦酸盐抗骨吸收药物，在抑制破骨活性的同时也削弱了骨形成的作用，说明破骨细胞与成骨细胞之间存在耦联机制，抑制破骨细胞功能同时也影响成骨细胞活性的产生。我们前期研究发现破骨细胞释放凋亡小体与成骨细胞活性负相关，提示破骨细胞释放凋亡小体参与成骨细胞活性的作用。我们研究发现破骨细胞凋亡，并释放凋亡小体；破骨细胞凋亡小体蛋白C3b表达增高与成骨细胞活性负相关；凋亡小体表达谱芯片筛查提示miR-30a与骨形成标志物血清碱性磷酸酶(ALP)相关；凋亡小体miR-30a抑制成骨细胞活性；机制研究发现：凋亡小体miR-30a通过RUNX1信号抑制成骨细胞活性；利用OVX骨质疏松动物模型进一步证实抑制凋亡小体miR-30a，可以改善骨质疏松症骨丢失的作用。本研究将为破骨细胞与成骨细胞相互调控提供理论基础，为骨质疏松治疗过程中出现骨形成减少提供治疗策略。这一方向的相关研究成果在Chemical Engineering Journal、EBioMedicine、Bone、Osteoporos Int等国际权威期刊发表系列相关论文。并以第一完成人获江苏省技进步三等奖(2017年)、第二完成人获得安徽省科学技术奖二等奖等奖项(2019年)、第一完成人获江苏省中医药科技进步奖(2021年)，项目团队获得国家发明专利授权9项，主编专著2部。