miR-136在去势小鼠颌骨骨细胞雌激素信号响应过程中的作用及其机制研究

The bone loss of jaw bone is related to osteoporosis induced by imbalanced estrogen levels, which is more obvious than that of long bone. The response of the osteocyte to estrogen plays an important role in jaw bone absorption and maintenance, presenting an emerging research field. After previous screening, we identified miR-136 as an important factor in ovariectomized mice jaw bone osteocyte's response to estrogen. Besides, we found miR-136 could promote autophagy and apoptosis of osteocyte, and improve efficiency of intercellular communication. This project intends to study the signaling pathways that miR-136 involved and its targets in osteocyte-like MLO-Y4 cells and ovariectomized mice, respectively. By this method, we could ascertain the regulation mechanism of miR-136 in osteocyte's response to estrogen, clearing its action in bone homeostasis. In addition, interference on miR-136 expression of ovariectomized mice jaw bone could explore its feasibility as therapeutic target of mandibular osteoporosis. This study will provide new ideas and theoretical basis for biological markers and targeted therapy of mandibular osteoporosis.

颌骨骨丢失与雌激素水平失衡诱导的骨质疏松相关，其骨丢失程度较长骨更明显。骨细胞雌激素信号响应在颌骨骨吸收和骨稳态中发挥重要作用，是一个新兴的研究热点。我们前期研究在去势小鼠颌骨骨组织中筛选并鉴定了miR-136是骨细胞雌激素信号响应中的重要因子。并且预实验初步发现miR-136促进了骨细胞的自噬和凋亡行为，并提高了细胞胞间通讯效率。本项目拟在骨细胞样MLO-Y4细胞和去势小鼠两个层面深入研究miR-136参与的信号通路及其作用靶点，探明其调节骨细胞雌激素响应行为的作用机制，明确miR-136调控骨稳态的功能，并尝试在去势小鼠颌骨组织中干预miR-136的表达，探讨其作为颌骨骨质疏松治疗靶点的可行性。本研究的开展将会为颌骨骨质疏松生物学标记物以及靶向治疗提供新的思路和理论依据。

绝经后骨质疏松导致颌骨骨丢失的程度更严重，且较长骨更明显，给口腔修复及种植治疗带来很大困难。骨细胞受雌激素信号调节在颌骨骨稳态维持中发挥重要作用。当雌激素缺乏时，骨细胞自身稳态严重失衡，并出现自噬、凋亡等信号的异常响应，是骨丢失的重要原因。研究表明，microRNA是雌激素信号进行转录后调控的重要媒介物。我们对Sham及OVX小鼠骨皮质进行测序分析发现，诸多miRNA存在差异表达，并通过生物信息学分析筛选出15个关键miRNA，构建了“miRNA-mRNA-pathway”复合网络，发现这些miRNA参与到诸多生理进程中。随后在体内外的重复验证中发现miR-199a-3p稳定上调，且受雌激素信号负向调控。进一步在体外对其高表达后发现，其促进了MLO-Y4骨细胞系的自噬而对凋亡无影响。同时，我们发现雌激素能通过自噬关键通路mTOR，抑制饥饿诱导下细胞系内自噬水平。而过表达miR-199a-3p可抵消雌激素对骨细胞自噬的抑制作用，并通过靶标预测软件分析及实验验证IGF-1和mTOR是其激活的下游靶点。敲低IGF-1和mTOR均废除了雌激素对自噬的抑制功能。进而得出结论，miR-199a-3p在体内和体外的骨细胞中均受雌激素信号反向调控，并靶标于IGF-1和mTOR，参与雌激素信号对骨细胞内自噬及mTOR通路的调节。本研究为颌骨骨质疏松生物学标记物的确定提供参考，为雌激素通过转录后调控影响骨细胞自噬等生理进程提供了新的证据，并为靶向治疗绝经后骨质疏松提供新的思路和理论依据，从而保证该类患者的口腔治疗预后。