論文:The roles of miRNA, lncRNA and circRNA in the development of osteoporosis (MiRNA、INcRNA和圓環RNA在骨質疏鬆症生物學研究中的作用)

摘要

骨質疏鬆症是一種常見的代謝性骨病，受遺傳和環境因素的影響，增加了骨脆性和骨折風險，對患者的生活質量產生了嚴重的不良影響。然而，骨質疏鬆發生的表觀遺傳機制尚不清楚。

越來越多的證據表明，表觀遺傳修飾可能是遺傳和環境因素與骨質疏鬆和骨折風險增加相關的機制。一些RNA，如microRNAs（MiRNAs）、長非編碼RNAs（IncRNAs）和環狀RNAs（CircRNAs），被證明是表觀遺傳調控因子，參與基因表達的控制，影響骨代謝等多種生物學過程。

本文綜述了近年來有關miRNA-、INcRNA-和圓環RNA介導的骨質疏鬆與成骨細胞和破骨細胞相關機制的研究結果。更深入地瞭解這三類RNA在骨質疏鬆症中的作用，可以為開發新的診斷和治療這種疾病的方法提供獨特的機會。

背景

人體骨代謝是一個由成骨細胞和破骨細胞介導的骨吸收和骨形成的複雜過程。骨質疏鬆症是一種由骨形成減少和骨吸收增加引起的代謝性骨骼疾病，其特點是骨量減少，骨組織微觀結構惡化，並與骨折風險增加有關。

以往的研究表明，骨質疏鬆症的發生與許多因素有關，包括遺傳因素和環境因素。這些因素大多透過干擾成骨細胞和破骨細胞的分化和活性而影響骨質疏鬆症的發生。骨質疏鬆症是一種廣泛而複雜的疾病，隨著人口的老齡化，其發病率明顯增加。

骨質疏鬆症是一種慢性疾病，對生活質量、發病率甚至死亡率都有不利影響。據估計，全世界有超過七千五百萬人患有骨質疏鬆症。目前已批准的治療骨質疏鬆症的方法主要有選擇性雌激素受體調節劑、雙膦酸鹽、雙膦酸鹽、異丙甲胺等，但這些方法療效有限，不良反應多，對骨質疏鬆症目前尚無高效的治療方法。

這種疾病是一個嚴重的全球健康問題，給病人和社會帶來沉重負擔。然而，最近對錶觀遺傳學的研究提供了可能導致骨質疏鬆治療的見解。

這三種RNA在骨質疏鬆症成骨細胞分化調控中的作用機制

成骨細胞主要分化於內、外骨膜和骨髓間充質祖細胞。這些細胞特別分泌各種生物活性物質。在骨組織中，許多訊號通路透過促進骨形成而參與骨穩態的調控。例如，刺激Wnt/β-catenin訊號通路後，糖原合成酶3活性下降，β-catenin磷酸化和蛋白酶體降解受到抑制。

因此，磷酸化的β-catenin被收集在細胞質中，然後轉移到細胞核，使基因轉錄失活。誘導成骨細胞增殖分化，減少成熟成骨細胞凋亡。成骨細胞作為骨形成和重建的重要功能細胞，負責骨基質的合成、分泌和礦化。

因此，成骨細胞的分化和活性與骨質疏鬆症的發生和發展密切相關。本文綜述了miRNAs、incRNAs和圓環RNA介導成骨細胞分化的機制。調整這些相關分子可能有助於骨質疏鬆症的治療。

三種RNA調控骨質疏鬆性破骨細胞分化的作用機制

破骨細胞來源於血單核巨噬細胞，是終末分化的細胞。破骨細胞的主要功能是介導骨吸收，在骨發育、生長、修復和重建中發揮重要作用。破骨細胞功能異常可引起骨吸收異常。功能亢進可引起骨質疏鬆等骨退行性疾病，因此破骨細胞分化在骨質疏鬆中起著重要作用。

RANK是RANKL的骨鈣素受體。RANK能識別破骨細胞和破骨細胞祖細胞表面的RANKL，並與RANKL結合，並能直接促進破骨細胞的分化、活化和成熟。

RANKL作為一種訊號分子，能有效地誘導破骨細胞的產生和分化。骨保護素（OPG）是腫瘤壞死因子（TNF）受體家族的新成員，被稱為破骨生成抑制因子（OCIF），具有抑制破骨細胞的功能。因此，RANK/RANKL/OPG通路在骨組織代謝中起著非常重要的作用。

如上所述，破骨細胞數目的異常增加將加速骨質疏鬆的形成和發展。以前的研究表明miRNAs、incRNAs和圓環RNA會影響破骨細胞的分化，因此它們在骨質疏鬆症中也有作用。在此，我們總結了這些相關的研究成果，為從破骨細胞的角度研究和治療骨質疏鬆提供了新的思路和基礎。

概述和未來展望

本文綜述了一些RNA在成骨細胞和破骨細胞分化中的重要作用及其作用的分子機制。MiRNAs、incRNAs和CircRNAs透過靶向與成骨細胞和破骨細胞分化相關的主要基因和訊號通路而發揮作用。

另外，INcRNAs和CircRNAs都可以作為miRNA海綿使用。它們透過相互作用在各種訊號通路中發揮重要的調節作用，從而影響細胞的分化。Wnt/β-catenin訊號通路及其在成骨細胞分化中起重要作用的關鍵調控分子是多種調控RNA的靶點。

RANKL/OPG受體配體系統是破骨細胞分化和發育過程中的一個重要環節，這些RNA可以在該系統上調控破骨細胞的分化。這三類RNA對這兩種細胞型別的調控在骨質疏鬆骨代謝失衡的動態過程中起著至關重要的作用。

因此，它們與骨質疏鬆症的發展密切相關。大量的miRNAs被證明與骨質疏鬆有關。然而，由於目前尚缺乏對圓環RNA的研究，迄今為止只有少數與成骨細胞和破骨細胞分化相關的圓環RNA被報道。

骨質疏鬆症對患者的生活質量有著嚴重的不良影響，給社會帶來了沉重的負擔。因此，有必要建立骨質疏鬆症的發病機制，發展有效的治療方法。

作為透過多種途徑調控成骨細胞和破骨細胞分化的分子，miRNAs、incRNAs和CircRNAs可作為潛在的診斷和治療骨質疏鬆症的戰略靶點或生物標誌物。此外，更好地理解這些RNA表達的調控將有助於發展明確的靶向治療骨質疏鬆症的方法。

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