microRNAs在骨形成中的作用——运动调控骨代谢的新机制

microRNAs(miRNAs)是一类具有组织或发育阶段特异性的小分子、非编码单链RNA,通过转录后与靶基因特定序列结合来发挥其调控作用. 作为骨中的最重要的两种重要细胞--成骨细胞和破骨细胞,其代谢平衡与骨形成密切相关.研究发现,miRNAs在调节成骨细胞和破骨细胞分化及功能发挥上具有重要作用,并且运动训练可通过调节miRNAs进而调控骨细胞分化. 一般来说,适宜强度运动训练可上调某些miRNAs表达来促进成骨细胞或破骨细胞分化及功能;当失重或过量运动时,则会产生抑制作用. 本文就miRNAs调控干细胞向成骨细胞和破骨细胞分化及功能发挥的分子生物学机制以及运动训练调节与骨代谢相关miRNAs表达的研究进展进行综述.     

综述与专论：膜上G蛋白偶联受体在运动影响骨代谢中的作用

膜上G蛋白偶联受体（GPCRs）是骨细胞感知外部信号刺激的关键跨膜蛋白,因其在成骨细胞（OB）、软骨细胞和破骨细胞（OC）分化和功能发挥上扮演的关键角色而在骨代谢研究领域备受关注。GPCRs功能缺失或异常升高后,骨细胞内环境稳态失衡,导致OB、软骨细胞和OC分化及代谢紊乱,骨组织微细结构退化。运动通过促进骨形成并抑制骨吸收来改善骨代谢,其机制与GPCRs （如GPR48、GPR54、GPR30等）介导的关键信号途径（cAMP/PKA/Atf4、JNK/AP-1、ERK1/2等）和细胞因子（T-PINP、Nkx3.2、Sox9和Cleaved-caspase-3等）调控下游级联反应来影响OB、软骨细胞和OC分化或功能密切相关。本文通过梳理GPCRs在运动改善骨代谢中的可能机制,有助于筛选出膜上敏感GPCRs来作为骨代谢疾病药物研发“效应器”以及运动干预中的力学刺激“明星蛋白”,为骨质疏松的研究和防治提供更多靶点或视角。     

调控褐色脂肪细胞分化的microRNAs

MicroRNA(miRNA)是近年来在真核生物中发现的一类长约22nt的内源性非编码RNA,在动物中主要通过抑制靶mRNA翻译,在转录后水平调控基因表达。动物体内有两种类型的脂肪组织：褐色和白色脂肪,白色脂肪以甘油三脂形式贮存能量,而褐色脂肪利用甘油三酯产生能量。褐色脂肪因其对肥胖的拮抗作用而对研究肥胖等代谢疾病具有重要意义,大量研究表明miRNA在褐色脂肪细胞分化中扮演着重要角色,其自身也受到多种转录因子和环境因子调控,这个复杂的调控网络维持了体内脂肪组织稳态。文章主要综述了miRNA在褐色脂肪细胞分化中的最新研究进展,以期为利用miRNA进行肥胖、糖尿病等相关疾病及其并发症的治疗提供新思路。     

血管microRNAs 的研究进展

血管再生在血管发展和内环境的稳定中起重要作用。错乱的血管再生导致多种疾病,如肿瘤和缺血性疾病。近年来研究证实,MicroRNAs在血管再生及调控内皮细胞功能中起重要作用,如miR-126在内皮细胞中特异性表达并调控血管生成;miR-210在缺氧导致的血管生成及内皮细胞存活中发挥重要作用;miR-17~92簇在体外可以抑制内皮细胞的增殖及在基质胶中抑制血管管腔的形成;miR-378、miR-296、miR-21和miR-31可促进肿瘤血管发生等。深入研究血管microRNAs的体内功能,将为有效抑制血管再生,改变血管病理发展提供一种新的治疗策略。     

血管microRNAs的研究进展

血管再生在血管发展和内环境的稳定中起重要作用。错乱的血管再生导致多种疾病,如肿瘤和缺血性疾病。近年来研究证实,MicroRNAs在血管再生及调控内皮细胞功能中起重要作用,如miR-126在内皮细胞中特异性表达并调控血管生成;miR-210在缺氧导致的血管生成及内皮细胞存活中发挥重要作用;miR-17-92簇在体外可以抑制内皮细胞的增殖及在基质胶中抑制血管管腔的形成;miR-378、miR-296、miR-21和miR-31可促进肿瘤血管发生等。深入研究血管microRNAs的体内功能,将为有效抑制血管再生,改变血管病理发展提供一种新的治疗策略。     

Wnt/β-catenin信号通路在运动调控骨形成中的机制

骨形成是成骨细胞(osteoblast, OB)合成和分泌骨基质,进而矿化形成新骨的过程。研究表明,运动能够通过外部机械应力、机体内分泌激素水平调节、表观遗传等方式调控骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)分化命运,促进骨形成,在不同生理、病理条件下改善骨量。Wnt/β-catenin信号通路与“运动因子”交互作用,既能通过抑制骨硬化蛋白(osteosclerosis, SOST)和Dickkopf相关蛋白1 (Dickkopf-related protein 1, DKK1),促进Wnt配体及其受体(LRP5/6)基因的表达,激活β-catenin下游信号转导;也能通过促进和(或)抑制相关细胞因子和激素的分泌及调控非编码RNA (non-coding RNA, ncRNA)等方式,间接激活Wnt/β-catenin信号通路。该文系统梳理了不同形式的运动对Wnt/β-catenin通路的调控作用,探讨了该通路在运动调控骨形成过程中的具体作用机制,以期为运动防治骨代谢相关疾病及药物靶点的研发提供理论参考。     

运动后瘦素水平的变化及其对骨代谢的影响

瘦素(leptin)的生理作用很多,其对骨代谢的影响可以通过中枢和外周两个机制来实现.运动可以影响人体骨代谢,但运动后血清瘦素水平的变化不一,可能是因为瘦素可以通过多种下丘脑-垂体轴途径影响骨代谢,如下丘脑-垂体-肾上腺轴、下丘脑-垂体-甲状腺轴、下丘脑-垂体-生长激素轴等等,各途径作用结果不一致,致使不同的运动形式对瘦素的影响不同.本文对运动后瘦素水平改变及其对骨代谢的作用予以综述.     

成骨细胞的骨形成调控机制

成骨细胞在骨的形成、发育、改建、修复过程中发挥重要作用,多种生长因子可影响成骨细胞的增殖、分化及其合成细胞外基质的作用。多种生长因子对成骨细胞的作用既有相同之处,也有不同点。寻找一种或联合应用几种不同的生长因子达到既能促进成骨细胞增殖又保持其成骨活性将是今后研究的热点。     

HIF-1α在骨组织细胞代谢及骨疾病中的调控作用

低氧诱导因子-1α(HIF-1α)是调节细胞对低氧应答的关键因子,可在氧含量降低时被激活,能够调节氧代谢、糖酵解等多种生理活动.骨代谢主要包括骨形成和骨吸收作用,均受到氧浓度等多种因素的调控.HIF-1α在细胞代谢、骨组织生理及病理过程的调控中起着重要的作用,能够增加骨组织的低氧耐受能力,调节骨形成和矿化过程.该文主要...     

microRNAs参与韧带成纤维细胞成骨分化相关分子表达的调节

韧带成纤维细胞成骨分化与强直性脊柱炎等多种异位骨化相关性疾病有关,但其机制尚不清楚.本研究目的在于观察韧带成纤维细胞在成骨分化过程中microRNA和mRNA的表达谱变化,以期为揭示成纤维细胞成骨分化机制提供研究基础.原代培养韧带成纤维细胞、地塞米松、抗坏血酸和β 磷酸甘油体外诱导其成骨分化, RT-PCR检测成骨标志物骨钙素和Runx2的表达.采用表达谱基因芯片分析诱导0、7、14 d后韧带成纤维细胞的microRNAs和mRNAs表达,并用实时定量PCR（RT-qPCR）和Western印迹方法验证生物信息学分析结果.结果显示,与未诱导前相比,成骨分化第7 d有66个microRNAs和640个mRNA表达上调,94个microRNAs和744个mRNA表达下调;成骨分化第14 d有58个microRNAs和781个mRNA表达上调,96个microRNAs和603个mRNA表达下调.实时定量PCR和Western印迹验证结果显示,miR-29b在成骨分化过程中表达上调,TGFβ3表达水平降低,与芯片结果一致,miR-29b通过抑制TGFβ3蛋白的翻译来促进Runx2的表达,从而促进韧带成纤维细胞向成骨细胞分化.韧带成纤维细胞成骨分化过程中,microRNA调控基因及mRNA差异表达基因除涉及BMPs、Wnt和Ihh等信号通路外,在成纤维细胞成骨分化过程中可能还存在其它的新机制.     

microRNAs:心血管疾病重要的调控因子

微RNA（microRNA,miRNA）是一类内源性19—25个核苷酸大小的非编码RNA分子,在进化中具有高度保守性,并且能够通过碱基匹配原则识别靶基因3’非翻译区的靶位点,从而抑制编码蛋白靶基因的翻译或（和）降解靶基因。目前的研究表明,miRNA在生物体发育、心血管疾病以及肿瘤发生等过程中起重要作用。本文对miRNA在心血管系统生理病理中的作用做一综述。     

GlnR介导的代谢调控研究进展

氮代谢全局性转录调控蛋白GlnR广泛存在于革兰氏阳性细菌中。目前发现的GlnR既有MerR家族也有OmpR家族。针对可利用氮源的变化,GlnR可以抑制或激活氮代谢相关基因的表达。GlnR也参与到细菌磷酸代谢、抗生素合成和细菌毒性的调控。本文详细介绍了GlnR在不同细菌中的氮代谢调控模式,以及与其他代谢途径的联系。GlnR介导的代谢调控研究有助于人们深入了解细菌中心氮代谢,对研究氮代谢调控中的信号传导等具有重要的意义。     

雌酚酮体外影响骨生长的形态学研究

目的：从组织形态学角度综合考察雌酚酮在体外对骨吸收和骨形成的影响。方法：１６ｄ胎龄雌性小鼠尺骨在含有雌酚酮的ＢＧＪｂ培养基中旋转培养４８ｈ后,测量骨总长和骨干长度;Ｈ．Ｅ染色,光镜下计数破骨细胞和肥大软骨细胞。结果：当雌酚酮浓度为１０＾－７ｍｏｌ／Ｌ时,长骨总长和骨干长均比对照组显著增加;破骨细胞减少,肥大软骨细胞增加。结论：雌酚酮在体外可抑制骨吸收,促进骨形成。     

长链非编码RNA介导Wnt/β-catenin信号通路调控骨代谢的研究进展

骨代谢的平衡取决于骨形成及骨吸收之间的动态平衡,Wnt/β-catenin信号通路能够广泛参与骨吸收及骨形成的调控,在维持骨代谢平衡中发挥着重要作用.近年来有研究表明,长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)也广泛参与骨代谢各阶段的调节,还能通过Wnt/β-catenin信号通路参与骨代...     

循环血中microRNAs作为疾病标志物的研究进展

新近研究发现成熟的microRNA能够游离于细胞之外,稳定存在于循环血中,具备疾病分子生物标志物的某些优点,已在多种肿瘤和非肿瘤疾病的早期诊断和预后中显示了独特的价值,同时循环血中microRNA的功能研究也已开始。该文针对近两年循环血中microRNA标志物及功能研究的成果,对microRNA研究中的这一热点问题进行综述。     

骨硬化蛋白与骨代谢

骨硬化蛋白(sclerostin),曾称硬骨素,由SOST基因编码,是一种分泌型糖蛋白。体内研究证明,骨硬化蛋白特异性地表达于骨细胞(osteocyte)中,通过作用于成骨细胞而在骨代谢中起重要作用。骨硬化蛋白基因(SOST)的表达受应力作用、激素、氧浓度等因素的影响。拮抗骨硬化蛋白可以缓解骨质疏松的症状,这为临床治疗骨质疏松等疾病提供了新思路与新方法。本文在介绍骨硬化蛋白的表达定位与分子结构的基础上,就其参与骨代谢的最新研究进展做一综述。     

哺乳动物早期发育相关microRNAs的研究进展

本文简要总结了近年来哺乳动物早期发育相关microRNA(miRNA)的研究进展。miRNA是真核生物中一类长度约为18～25 nt的内源性非编码单链小RNA分子,其调控基因表达是近年来在动植物体内发现的一种新的生物学调节机制。通过荧光定量PCR检测、miRNA的过表达、抑制或基因敲除实验以及生物信息学分析等发现,miRNA在哺乳动物植入前胚胎前的发育过程中有重要作用,参与胚胎细胞的增殖、分化、基因印记以及重编程甲基化等,与动物生殖或发育异常相关,是表观遗传学的研究热点之一。     

短链脂肪酸调控骨代谢的作用及机制的研究进展

肠道菌群紊乱可导致宿主病理性骨质流失,其通过产生的代谢物从肠道扩散到体循环对骨代谢发挥重要的调控作用。短链脂肪酸（Short Chain Fatty Acids,SCFAs）是肠道细菌产生的代谢物家族中最受关注的代谢产物,近年来研究表明,SCFAs在骨代谢相关疾病的发生发展中具有重要调节作用。本文就其在骨骼系统中的作用、调节骨组织中细胞的机制及作为靶点防治骨代谢疾病骨质疏松的研究进行综述,并为此新兴且具有前景的研究领域在未来的基础研究和转化研究提供展望。     

运动对去卵巢大鼠骨元素代谢和相关激素的影响

目的:测定大鼠骨元素含量和血清相关激素及IL-6含量,研究运动对去卵巢大鼠骨元素代谢和相关激素的影响。方法:健康4月龄雌性SD大鼠24只,用抽签法随机分成4组:正常对照组;假去卵巢组;去卵巢组;去卵巢+运动组。运动组于去卵巢术后第7 d开始运动训练,每周5 d,每天连续匀速跑45 min,16 m/min,跑道倾角0°,持续10周。结果:去卵巢大鼠骨Ca,Mg,S,Co,Mn,Zn等含量降低,骨P含量升高,血清E2,P,TSH,T4,CT,Cortisol,GH等显著降低,IL-6,FSH,LH等的含量显著升高。运动训练可使去卵巢大鼠骨Ca,Mg,S,Co,Mn等含量回升,血清E2,P,TSH,T4,CT,Cortisol,GH等显著回升,IL-6,FSH,LH等显著回降。结论:运动可纠正去卵巢所致的大鼠骨元素代谢和相关激素的改变。     

斯钙素在哺乳动物骨组织代谢中的作用

斯钙素（stanniocalcin,STC）是一种最早在硬骨鱼中发现的糖蛋白类激素. 哺乳动物斯钙素在体内钙磷代谢、肌肉骨骼系统的发育等方面均起到重要作用,并且在心血管疾病、肿瘤发展以及神经系统疾病中也扮演重要角色. 近年,斯钙素在骨骼发育中的作用逐渐引起科学界的关注. 骨组织中STC由成软骨细胞、成骨细胞分泌,并以自分泌/旁分泌的形式作用于局部组织细胞中,主要影响软骨形成和骨重建过程.本文以斯钙素为主题,综述了其生化分子特性、其在骨组织中的表达分布特点,以及该分子在成熟骨组织骨重建过程中的作用机制. 本文将为深入了解斯钙素在骨组织代谢中的作用提供帮助.