长链非编码RNA ODRLN促进成骨分化缓解绝经后骨质疏松的作用和机制 研究

Osteoporosis is a systemic metabolic disease mainly caused by decreased osteoblast differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells (BMSC). It is reported that long noncoding RNA (lncRNA) regulates the occurrence of diseases at various levels. While the mechanism of lncRNA in the regulation of postmenopausal osteoporosis is still unclear. In our preliminary study，we found that lncRNA-ODRLN was differentially expressed in BMSCS of postmenopausal osteoporosis patients and non-osteoporosis patients. The ODRLN expression was not only associated with osteoporosis, and also improved the efficiency of BMSC to the osteoblast differentiation and ectopic bone formation in vivo. So we speculate that ODRLN may play a role in promoting osteogenic differentiation and thereby alleviating postmenopausal osteoporosis. Based on these results, we will use the estrogen receptor knockout cell model and ovarian castrated osteoporosis mouse model to explore the the antagonistic and therapeutic effects of ODRLN on osteoblastic inhibition. At the same time, we will use the RNA pull-down and co-immunoprecipitation methods to clarify ODRLN interaction factor and its signaling pathway, In order to provide theoretical and experimental basis for the application of ODRLN in the prevention and treatment of osteoporosis.

骨质疏松症是一种全身性代谢性疾病，其发生重要原因是骨髓间充质干细胞（BMSC）成骨分化能力降低。已报道长链非编码RNA（lncRNA）在多种水平调控疾病发生，然而lncRNA调控绝经后骨质疏松症发生的机制尚不清楚。前期研究中，我们通过比较绝经后骨质疏松患者和非骨质疏松患者的BMSC，发现差异表达lncRNA-ODRLN。ODRLN不仅与绝经后骨质疏松发生相关，并且能提高BMSC成骨细胞分化效率和小鼠体内异位骨形成，据此提出假设：ODRLN可能有促进BMSC成骨分化缓解绝经相关骨质疏松的作用。本项目拟在此基础上，利用雌激素受体敲除细胞模型、卵巢去势骨质疏松小鼠模型，探究ODRLN对成骨抑制的拮抗作用及对骨质疏松的治疗作用，并采用RNA pull-down 和免疫共沉淀等分子技术，深入阐明ODRLN的互作因子及其信号通路，为ODRLN应用于骨质疏松症的防治提供理论和实验依据。

女性绝经相关骨质疏松症是一种全身性代谢性疾病，已成为危害中老年妇女的常见病和难治病。绝经后骨质疏松症的病因主要是全身性雌激素降低引起，雌激素是破骨细胞和成骨细胞的调节因子，其缺乏直接或间接地导致骨吸收增加，而骨合成减少，从而导致骨量流失。骨髓间充质干细胞（BMSC）向成骨细胞分化的效率直接影响骨形成速度且该过程受多种调控因子的调节。长链非编码RNA（lncRNA）可以在多种水平调控疾病发生，本研究比较了不同成骨状态的BMSC转录组测序图谱，发现了一条差异表达的lncRNA，并命名为ODRLN。该lncRNA在骨质疏松组BMSC中表达明显降低，而在成骨分化过程表达明显上调。研究发现该lncRNA 主要定位于细胞质中，siRNA干扰后，能够明显抑制BMSC 向成骨细胞分化，成骨标志基因 ALP、OPN、RUNX2、IBSP等的表达明显下调，并且成骨分化4天时，碱性磷酸酶染色变浅，成骨分化12天时细胞外矿化基质的形成减少。而提高lncRNA ODRLN表达可以明显促进BMSC 成骨细胞分化，并且小鼠体内异位骨实验结果也显示，lncRNA ODRLN过表达慢病毒组类骨质形成更多，小鼠体内异位骨形成也得到促进。进一步地，降低BMSC中雌激素受体α的表达后，BMSC成骨相关基因表达降低，碱性磷酸酶染色和茜素红染色均受到抑制。本研究成功建立了卵巢去势后骨质疏松大鼠模型，并证实了lncRNA ODRLN 过表达BMSC对骨质疏松大鼠的治疗效果优于对照组。最后，多种分子生物学方法筛选得到了ODRLN的作用结合分子。以上研究结果丰富了lncRNA促进成骨分化缓解骨质疏松的研究，为以lncRNA-ODRLN为干预靶点预防和治疗骨质疏松症提供实验数据支持，为绝经相关骨质疏松治疗提供更多理论支持。