破骨细胞来源的miR-125b-5p通过抑制成骨细胞骨形成引起老年骨质疏松的机制研究

Osteoporosis is a common degenerative metabolic bone disease in the elderly individuals. The process of bone resorption and bone formation in the human body is under dynamic equilibrium to maintain bone mass, excessive bone resorption and reduced bone formation will induce osteoporosis. MiRNAs in bone play an important role in osteoblast differentiation and regulation of osteoclast formation and.function in the process, which may be the effective way of osteoclast directional regulation of osteoblastic bone formation. Exosomes can carry miRNAs to participate signal transmission between cells, attracting more attention. In vitro, miR-125b-5p levels increased significantly in mature osteoclasts andculture medium, meanwhile miR-125b-5p was higher in osteoclasts and serum exosomes from senile fracture female and ovx mouses, accompanied by significantly reduced bone formation ability. Therefore, this study based on previous research, is.designed to investigate the mechanism of miR-125b-5p regulating osteoclast differentiation and observe the way how OC-miR-125b-5p is transported and influence the differentiation of osteoblasts and bone formation, finally elucidate the regulation mechanisms of miR-125b-5p on senile osteoporosis.

骨质疏松是一种在老年人群中常见的退行性代谢骨病。人体内骨吸收过程和骨形成过程处于动态平衡以维持骨量恒定，骨吸收过度增加和骨形成减少会引起骨质疏松。骨组织内的miRNAs在成骨细胞分化以及调控破骨细胞形成和功能过程中发挥重要作用，这可能是破骨细胞定向调控成骨细胞骨形成作用另外的有效方式。外泌体可携带miRNAs等小分子参与细胞间的信号传递，是目前的研究热点之一。破骨细胞成熟后，细胞和培养基质内miR-125b-5p水平明显增加，同时在老年骨折女性和衰老卵巢去势小鼠模型破骨细胞及血清外泌体中也检测到高水平的miR-125b-5p，并同时伴随骨形成能力的显著降低。因此，本项研究立足于前期研究基础，拟探讨miR-125b-5p对破骨细胞分化的调控机制以及破骨细胞来源的miR-125b-5p如何影响成骨细胞分化及骨形成，最终阐明miR-125b-5p对老年骨质疏松发生的调控机制。

骨质疏松是一种常见的老年人群代谢性骨病，主要特征为骨吸收过度增加和骨形成减少。骨质疏松造成的骨量丢失和骨微结构的退行性病变可以提高患者的骨折发生率，并且与同龄的非骨折患者相比病死率增加（例如，骨质疏松引起髋骨骨折后一年内的病死率在25%），严重影响患者的生活质量。目前临床上主要通过检测骨矿密度和血钙含量等常规指标来诊断骨质疏松症及预测骨折发生，但是这些方法和指标通常只是在骨质疏松已经发生的情况下才有效，缺乏骨质疏松发生早期敏感和特异的检测指标。越来越多的研究表明，miRNA与细胞增殖、成骨细胞和破骨细胞分化密切相关，它可以通过调节靶基因mRNA的翻译来调控分化信号通路中各种关键调节因子以及受体的水平，从而完成对成骨细胞和破骨细胞分化的精确调控。本项研究目的是为证实来源于破骨细胞的miR-125b-5p可转移至成骨细胞中抑制骨形成，而抑制miR-125b-5p又能够恢复成骨细胞骨形成能力，不仅可以阐明miR-125b-5p抑制骨形成的作用机制，更重要的是论证了miR-125b-5p可在局部骨环境中作为重要的破骨细胞和成骨细胞交流信号分子参与骨稳态。立项以来，通过构建破骨细胞分化模型，转入miR-125b-5p，发现miR-125b-5p水平增加确实可以影响破骨细胞分化，表型基因改变，转录因子水平变化。同时，拓展研究发现甘草酸苷能够通过调节NF-KB信号通路抑制破骨细胞分化及其骨吸收功能，发挥保护骨质流失的作用，其对miR-125b-5p水平的影响值得进一步研究。综上，本项研究首次证实miR-125b-5p可在局部骨环境中作为重要的破骨细胞和成骨细胞交流信号分子参与骨稳态，同时也可能是治疗骨质疏松中草药活性成分甘草酸苷的潜在靶点，为今后将miRNAs作为诊断和治疗骨质疏松的新方向提供实验依据和思路。