论文：The roles of miRNA, lncRNA and circRNA in the development of osteoporosis （MiRNA、INcRNA和圆环RNA在骨质疏松症生物学研究中的作用）

摘要

骨质疏松症是一种常见的代谢性骨病，受遗传和环境因素的影响，增加了骨脆性和骨折风险，对患者的生活质量产生了严重的不良影响。然而，骨质疏松发生的表观遗传机制尚不清楚。

越来越多的证据表明，表观遗传修饰可能是遗传和环境因素与骨质疏松和骨折风险增加相关的机制。一些RNA，如microRNAs(MiRNAs)、长非编码RNAs(IncRNAs)和环状RNAs(CircRNAs)，被证明是表观遗传调控因子，参与基因表达的控制，影响骨代谢等多种生物学过程。

本文综述了近年来有关miRNA-、INcRNA-和圆环RNA介导的骨质疏松与成骨细胞和破骨细胞相关机制的研究结果。更深入地了解这三类RNA在骨质疏松症中的作用，可以为开发新的诊断和治疗这种疾病的方法提供独特的机会。

背景

人体骨代谢是一个由成骨细胞和破骨细胞介导的骨吸收和骨形成的复杂过程。骨质疏松症是一种由骨形成减少和骨吸收增加引起的代谢性骨骼疾病，其特点是骨量减少，骨组织微观结构恶化，并与骨折风险增加有关。

以往的研究表明，骨质疏松症的发生与许多因素有关，包括遗传因素和环境因素。这些因素大多通过干扰成骨细胞和破骨细胞的分化和活性而影响骨质疏松症的发生。骨质疏松症是一种广泛而复杂的疾病，随着人口的老龄化，其发病率明显增加。

骨质疏松症是一种慢性疾病，对生活质量、发病率甚至死亡率都有不利影响。据估计，全世界有超过七千五百万人患有骨质疏松症。目前已批准的治疗骨质疏松症的方法主要有选择性雌激素受体调节剂、双膦酸盐、双膦酸盐、异丙甲胺等，但这些方法疗效有限，不良反应多，对骨质疏松症目前尚无高效的治疗方法。

这种疾病是一个严重的全球健康问题，给病人和社会带来沉重负担。然而，最近对表观遗传学的研究提供了可能导致骨质疏松治疗的见解。

成骨细胞主要分化于内、外骨膜和骨髓间充质祖细胞。这些细胞特别分泌各种生物活性物质。在骨组织中，许多信号通路通过促进骨形成而参与骨稳态的调控。例如，刺激Wnt/β-catenin信号通路后，糖原合成酶3活性下降，β-catenin磷酸化和蛋白酶体降解受到抑制。

因此，磷酸化的β-catenin被收集在细胞质中，然后转移到细胞核，使基因转录失活。诱导成骨细胞增殖分化，减少成熟成骨细胞凋亡。成骨细胞作为骨形成和重建的重要功能细胞，负责骨基质的合成、分泌和矿化。

因此，成骨细胞的分化和活性与骨质疏松症的发生和发展密切相关。本文综述了miRNAs、incRNAs和圆环RNA介导成骨细胞分化的机制。调整这些相关分子可能有助于骨质疏松症的治疗。

破骨细胞来源于血单核巨噬细胞，是终末分化的细胞。破骨细胞的主要功能是介导骨吸收，在骨发育、生长、修复和重建中发挥重要作用。破骨细胞功能异常可引起骨吸收异常。功能亢进可引起骨质疏松等骨退行性疾病，因此破骨细胞分化在骨质疏松中起着重要作用。

RANK是RANKL的骨钙素受体。RANK能识别破骨细胞和破骨细胞祖细胞表面的RANKL，并与RANKL结合，并能直接促进破骨细胞的分化、活化和成熟。

RANKL作为一种信号分子，能有效地诱导破骨细胞的产生和分化。骨保护素(OPG)是肿瘤坏死因子(TNF)受体家族的新成员，被称为破骨生成抑制因子(OCIF)，具有抑制破骨细胞的功能。因此，RANK/RANKL/OPG通路在骨组织代谢中起着非常重要的作用。

如上所述，破骨细胞数目的异常增加将加速骨质疏松的形成和发展。以前的研究表明miRNAs、incRNAs和圆环RNA会影响破骨细胞的分化，因此它们在骨质疏松症中也有作用。在此，我们总结了这些相关的研究成果，为从破骨细胞的角度研究和治疗骨质疏松提供了新的思路和基础。

本文综述了一些RNA在成骨细胞和破骨细胞分化中的重要作用及其作用的分子机制。MiRNAs、incRNAs和CircRNAs通过靶向与成骨细胞和破骨细胞分化相关的主要基因和信号通路而发挥作用。

另外，INcRNAs和CircRNAs都可以作为miRNA海绵使用。它们通过相互作用在各种信号通路中发挥重要的调节作用，从而影响细胞的分化。Wnt/β-catenin信号通路及其在成骨细胞分化中起重要作用的关键调控分子是多种调控RNA的靶点。

RANKL/OPG受体配体系统是破骨细胞分化和发育过程中的一个重要环节，这些RNA可以在该系统上调控破骨细胞的分化。这三类RNA对这两种细胞类型的调控在骨质疏松骨代谢失衡的动态过程中起着至关重要的作用。

因此，它们与骨质疏松症的发展密切相关。大量的miRNAs被证明与骨质疏松有关。然而，由于目前尚缺乏对圆环RNA的研究，迄今为止只有少数与成骨细胞和破骨细胞分化相关的圆环RNA被报道。

骨质疏松症对患者的生活质量有着严重的不良影响，给社会带来了沉重的负担。因此，有必要建立骨质疏松症的发病机制，发展有效的治疗方法。

作为通过多种途径调控成骨细胞和破骨细胞分化的分子，miRNAs、incRNAs和CircRNAs可作为潜在的诊断和治疗骨质疏松症的战略靶点或生物标志物。此外，更好地理解这些RNA表达的调控将有助于发展明确的靶向治疗骨质疏松症的方法。