微小RNA對骨衰老調(diào)控的相關(guān)研究進(jìn)展

趙 萌，江莉婷，高益鳴

骨組織在結(jié)構(gòu)上主要由外層的皮質(zhì)骨和內(nèi)部的松質(zhì)骨構(gòu)成，皮質(zhì)骨厚而致密，抗壓和抗扭曲能力強(qiáng)，松質(zhì)骨疏松多孔，具有較高的代謝和重塑率；組織學(xué)上由骨基質(zhì)和骨相關(guān)細(xì)胞構(gòu)成，骨相關(guān)細(xì)胞包含成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)和骨細(xì)胞[1]。BMSCs具有成骨分化、成軟骨分化和成脂分化等潛能，是骨相關(guān)細(xì)胞的重要來源。成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞之間的動(dòng)態(tài)平衡維持了骨組織的穩(wěn)態(tài)[2]。隨著年齡的增長，骨吸收速度逐漸超過骨形成速度，在組織學(xué)水平表現(xiàn)為骨密度、骨體積分?jǐn)?shù)和骨小梁數(shù)量明顯下降；皮質(zhì)骨變薄，松質(zhì)骨細(xì)胞含量減少[3]。在細(xì)胞學(xué)水平主要表現(xiàn)為BMSCs增殖能力、成骨分化潛能下降以及成脂分化增加，臨床表現(xiàn)為年齡相關(guān)的骨質(zhì)疏松[4]。

微小RNA(microRNA, miRNA)作為重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)和轉(zhuǎn)錄。目前發(fā)現(xiàn)多種miRNA調(diào)控BMSCs成骨分化，參與骨組織的老化過程[5]，BMSCs分化方向、細(xì)胞成骨能力、成骨相關(guān)細(xì)胞因子含量和有關(guān)的miRNA水平都有聯(lián)系。miRNA對年齡相關(guān)骨組織的調(diào)控為骨老化引起的骨吸收、骨密度降低和年齡相關(guān)的骨質(zhì)疏松的臨床治療提供了新的思路和理論依據(jù)，本文就miRNA對骨組織衰老的調(diào)控和研究進(jìn)展作一綜述。

1 miRNA的生物學(xué)特性

miRNA是長度為19～21個(gè)核苷酸(nt)的非編碼小分子RNA，高度保守，與mRNA的3′非編碼區(qū)(3′untranslated region, 3′-UTR)互補(bǔ)結(jié)合，降解mRNA或者抑制其翻譯，從而調(diào)控基因的表達(dá)和轉(zhuǎn)錄[6]，參與細(xì)胞的增殖、分化和衰老。miRNA首先通過RNA聚合酶Ⅱ在細(xì)胞核內(nèi)合成具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)的pri-miRNA，在細(xì)胞核中核糖核酸酶Drosha處理下形成60～70 nt長度的pre-miRNA分子；pre-miRNA通過Ran-GTP相關(guān)的ExPortin-5蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入胞漿中；pre-miRNA在胞漿內(nèi)被Ⅲ型核糖核酸內(nèi)切酶Dicer進(jìn)一步裂解，產(chǎn)生20 nt左右的miRNA，與RNA相關(guān)蛋白結(jié)合，形成基因沉默復(fù)合體(RNA-induced silencing complex, RISC)，作用于目的基因mRNA的3’-UTR，互補(bǔ)結(jié)合，調(diào)控基因表達(dá)[2,7]。miRNA作為重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)因子，調(diào)控機(jī)體半數(shù)以上的蛋白質(zhì)表達(dá)；同一miRNA可調(diào)控多個(gè)靶基因，同一靶基因也可受到不同miRNA的作用，形成復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[2]。

2 miRNA在骨衰老中的作用

研究表明，有一些特殊的miRNAs通過3′-UTR和目的基因mRNA互補(bǔ)結(jié)合，在骨質(zhì)疏松、衰老、骨折等過程中發(fā)揮了重要的作用。無論是正常生理過程還是病理狀態(tài)，這些miRNA表達(dá)異常都可能引起基因表達(dá)改變，從而影響細(xì)胞水平甚至骨組織表型的改變。Ruben等研究發(fā)現(xiàn)，與年輕組相比，老年小鼠及人類骨組織中miR-219a-5p表達(dá)降低，并通過調(diào)控靶基因維甲酸受體相關(guān)孤兒受體β(retinoic acid receptor-related orphan receptor beta, Rorβ)的表達(dá)參與衰老過程中骨穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)[8]。Liu等[9]在老年小鼠血清中發(fā)現(xiàn)衰老相關(guān)標(biāo)志物p53顯著增高，體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在年輕BMSCs中過表達(dá)p53，p53表達(dá)的增加通過抑制miR-17-92簇并靶向調(diào)節(jié)Smurf1基因來抑制BMSCs的成骨分化。Lee等[10]在老年人間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells, MSCs)以及老年小鼠骨髓來源的MSCs中發(fā)現(xiàn)AIMP3/p18表達(dá)顯著上調(diào)，并首次證實(shí)miR-543以及miR-590-3p通過直接與AIMP3/p18轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，下調(diào)AIMP3/p18表達(dá)，從而調(diào)節(jié)MSCs衰老。此外，研究發(fā)現(xiàn)還有一部分miRNA的含量在老年骨組織中增加，并且和成骨分化相關(guān)的標(biāo)志物負(fù)相關(guān)，這部分miRNA通過作用于靶基因，減少骨形成，促進(jìn)骨吸收。Liu等[11]發(fā)現(xiàn)老年骨質(zhì)疏松患者血清miR-96顯著上調(diào)，在老年人和小鼠的BMSCs中同樣也發(fā)現(xiàn)了miR-96表達(dá)的上調(diào)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)在年輕小鼠體內(nèi)過表達(dá)miR-96后，骨小梁厚度和數(shù)目都明顯降低，抑制了骨形成，相反，在老年小鼠體內(nèi)抑制miR-96表達(dá)后，骨密度升高、骨強(qiáng)度增加。Xu等[12]發(fā)現(xiàn)miR-31a-5p也隨著年齡的表達(dá)明顯增加，與年輕大鼠相比，來自老年大鼠BMSCs的外泌體中miR-31a-5p水平顯著升高，并通過影響成骨細(xì)胞、促進(jìn)破骨細(xì)胞分化引起骨吸收，在骨髓微環(huán)境下，抑制miR-31a-5p表達(dá)可以有效地減少骨丟失，減少老年大鼠的破骨活性，從而可能成為絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松潛在的治療靶點(diǎn)。Davis等[13]研究結(jié)果表明，衰老和氧化應(yīng)激可以顯著改變骨髓微環(huán)境中細(xì)胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)的miRNA轉(zhuǎn)運(yùn)，尤其是miR-183-5p在老年EVs中高表達(dá)，并推測可能通過降低血紅素加氧酶-1(heme oxygenase 1, Hmox1)活性在干細(xì)胞衰老和成骨分化中發(fā)揮作用。

BMSCs作為骨組織的干細(xì)胞具有多向分化潛能，分化方向受到多種因素的調(diào)節(jié)。BMSCs衰老和成骨潛能受損與絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松密切相關(guān)。衰老BMSCs形態(tài)多樣化，核質(zhì)比降低，增殖能力、成骨、成軟骨的能力下降，p53、p21含量增加，并且抗衰老酶沉默信息調(diào)控子1(silent information regulator1, SIRT1)的含量也明顯降低[14]。隨著骨組織老化的進(jìn)行，骨髓中脂肪組織堆積，間充質(zhì)干細(xì)胞處于細(xì)胞間期的數(shù)目增多，miRNAs參與了這些過程并發(fā)揮著重要的作用。Kranjc等發(fā)現(xiàn)miRNA的過表達(dá)，和BMSCs的干性失調(diào)相關(guān)，比如hsa-mir-371、hsa-mir-369-5p、hsa-mir-29c、hsa-mir-49和hsa-let-7f的上調(diào)；還有miRNA290-295簇，miRNA302-367簇通過對細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)，在小鼠的胚胎干細(xì)胞干性維持中也有很重要的作用[4]。Fan等[15]發(fā)現(xiàn)miR-1292過表達(dá)加速人脂肪來源間充質(zhì)干細(xì)胞(human adipose derived stem cells, hADSCs)衰老并抑制骨形成，相反，miR-1292上調(diào)抑制體內(nèi)異位骨形成，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)miR-1292通過Wnt/β-catenin信號通路來調(diào)節(jié)hADSCs衰老和成骨。此外，模式動(dòng)物研究表明靶向過表達(dá)成骨細(xì)胞系內(nèi)的miR-188水平后，小鼠出現(xiàn)了更顯著的增齡性骨丟失以及骨髓內(nèi)脂肪組織堆積[16]；Li等[17]發(fā)現(xiàn)miR-10b通過SMAD2抑制hADSCs體外脂肪分化，并部分通過TGF-β途徑平衡hADSCs的成骨和成脂分化。

3 與骨衰老相關(guān)的miRNA

骨組織衰老過程中的蛋白表達(dá)變化受到miRNA的調(diào)控，既往研究報(bào)道衰老骨組織中表達(dá)增加的miRNA有：miR-199、miR-34、miR-214、miR-384等，在衰老骨組織中表達(dá)明顯降低的miRNA有：miR-219a-5p、miR-17、miR-130a等。

3.1 miR-34s

miR-34家族成員有miR-34a、miR-34b以及miR-34c[18]。近期研究表明，包括外泌體和微囊泡在內(nèi)的EVs，在細(xì)胞群之間運(yùn)輸miRNA、脂質(zhì)以及蛋白，參與了許多重要的生理、病理過程。Fulzele等認(rèn)為衰老的細(xì)胞可能分泌一些因子來影響鄰近細(xì)胞和組織，他們在老年小鼠骨骼肌以及血清EVs中檢測到miR-34a-5p表達(dá)顯著增高，體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，來源于老齡小鼠肌肉EVs攜帶的miR-34a-5p直接加速了BMSCs的衰老[19]。相對于miR-34a，miR-34b和miR-34c是成骨過程中重要的調(diào)節(jié)因子，Wei等[18]構(gòu)建成骨細(xì)胞特異性miR-34s缺陷的模式小鼠，首次通過體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)miRNA家族可以調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞增殖或分化，研究發(fā)現(xiàn)成骨細(xì)胞內(nèi)miR-34c特異性過表達(dá)后顯著降低了機(jī)體的骨量，機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)miR-34b/c通過下調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1(Cyclin D1),細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4(cyclin-dependent kinases, CDK4)及CDK6抑制成骨細(xì)胞增殖，同時(shí)通過下調(diào)SATB2來抑制成骨細(xì)胞的終末分化；同樣，Tamura等[20]發(fā)現(xiàn)抑制miR-34表達(dá)后成骨細(xì)胞的骨鈣蛋白(osteocalcin, OCN)表達(dá)增加。Bae發(fā)現(xiàn)miR-34c過表達(dá)的小鼠，隨著年齡增加，長骨的骨量、骨小梁的厚度和數(shù)量都顯著下降，miR-34c表達(dá)的增加降低了成骨細(xì)胞數(shù)目和增殖能力；體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)miR-34c抑制BMSCs向成骨細(xì)胞分化的同時(shí)促進(jìn)破骨細(xì)胞生成[21]。

3.2 miR-199

研究表明，miR-199a在骨骼系統(tǒng)中特異性表達(dá)。Ukai等[22]通過檢測不同年齡人膝關(guān)節(jié)軟骨發(fā)現(xiàn)miR-199a-3p參與了軟骨細(xì)胞的衰老，miR-199a-3p在軟骨細(xì)胞中的含量隨著年齡的增加逐漸增多，并可以抑制軟骨相關(guān)的SOX9、Ⅱ型膠原的表達(dá)。Lin等[23]發(fā)現(xiàn)miR-199a是BMP2早期響應(yīng)的靶點(diǎn)，它通過直接靶向調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子SMAD1來負(fù)性調(diào)節(jié)早期軟骨細(xì)胞分化。類似地，Laine等[24]亦發(fā)現(xiàn)抑制miR-199a后會(huì)引起SOX9表達(dá)升高，提示miR-199a在BMSCs成軟骨過程中的負(fù)性調(diào)節(jié)作用。

miR-199a-3p與miR-199a-5p都是miR-199a前體的兩種成熟形式，與miR-199a-3p不同，早期研究發(fā)現(xiàn)miR-199a-5p可能靶向作用于LIF基因，從而維持MSCs干性，近期研究發(fā)現(xiàn)miR-199a-5p可能通過抑制干性相關(guān)基因來啟動(dòng)MSCs分化，并通過調(diào)控HIF1a-Twist1信號通路來促進(jìn)成骨細(xì)胞成熟[25]。此外，Shuai等[26]報(bào)道m(xù)iR-199a-3p在MSCs成脂分化中起了關(guān)鍵的作用，他們發(fā)現(xiàn)在骨髓來源的MSCs成脂分化過程中miR-199a-3p表達(dá)逐漸增加，抑制該miRNA發(fā)現(xiàn)脂肪分化減少，轉(zhuǎn)染miR-199a-3p后BMSCs成脂相關(guān)的過氧化物酶體增殖激活受體γ(peroxisome proliferator activated receptorγ, PPARγ)基因表達(dá)升高，油紅O染色陽性率增加,機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)miR-199a-3p通過靶向KDM6A經(jīng)WNT信號通路調(diào)節(jié)BMSCs的成脂分化。

3.3 miR-214

miR-214在老年骨組織中表達(dá)升高，與骨形成負(fù)相關(guān)。Wang等[27]在老年患者骨折樣本中檢測到miR-214表達(dá)顯著升高，進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)抑制卵巢切除小鼠成骨細(xì)胞中miR-214表達(dá)后，松質(zhì)骨骨量以及骨微結(jié)構(gòu)顯著增強(qiáng)，并且miR-214通過直接調(diào)控其靶基因轉(zhuǎn)錄激活因子4(activating transcription factor 4, Atf4)發(fā)揮效應(yīng)。骨骼是一種動(dòng)態(tài)平衡的組織，由成骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨形成以及破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨吸收協(xié)調(diào)調(diào)控，過多的骨吸收及骨形成減少會(huì)導(dǎo)致骨量降低，從而引起老年性骨質(zhì)疏松和骨折。隨著研究的深入，越來越多的證據(jù)表明破骨細(xì)胞可以通過直接的細(xì)胞接觸及有效的“旁分泌”途徑實(shí)現(xiàn)破骨細(xì)胞與成骨細(xì)胞之間的通信。近期的一項(xiàng)研究結(jié)果首次發(fā)現(xiàn)在骨折的老年女性以及卵巢切除的老年小鼠破骨細(xì)胞以及血清外泌體中miR-214-3p顯著增高，推測與骨形成減少相關(guān)，進(jìn)一步研究證實(shí)，血清中的miR-214-3p特異性來源于破骨細(xì)胞，破骨細(xì)胞分泌的外泌體可以輸送miR-214-3p作用于成骨細(xì)胞，抑制成骨細(xì)胞活性，從而抑制骨形成，反之抑制破骨細(xì)胞的miR-214-3p可促進(jìn)骨形成[28]。同樣，Li等[29]也報(bào)道在BMSCs成骨分化過程中，miR-214表達(dá)下調(diào)，當(dāng)miR-214表達(dá)上調(diào)時(shí)，通過抑制Wnt/β-catenin信號通路活性來抑制BMSCs的成骨分化。

3.4 miR-384

有學(xué)者發(fā)現(xiàn)miR-384-5p在老齡大鼠BMSCs的含量顯著高于年輕大鼠，年輕BMSCs中過表達(dá)miR-384-5p抑制成骨并且促進(jìn)細(xì)胞的衰老，相反地在老年BMSCs中抑制miR-384-5p則可增加礦物沉積而且SA-β-gal染色陽性率下降；Li等[30]研究證實(shí)老年大鼠骨髓腔中注射miR-384-5p抑制劑3個(gè)月后，CT掃描發(fā)現(xiàn)骨小梁數(shù)目和體積都明顯高于對照組。衰老骨組織中表達(dá)增加的miR-384-5p在骨質(zhì)疏松過程中調(diào)控骨質(zhì)的形成和吸收。Zhang等發(fā)現(xiàn)miR-384-5p和miR-212在骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型血清中的表達(dá)也顯著上調(diào)，小鼠骨髓MSCs成骨誘導(dǎo)時(shí)表達(dá)下降，相應(yīng)的miRNA拮抗劑可促進(jìn)成骨，減輕骨質(zhì)疏松的癥狀, 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，miRNA拮抗劑通過RNUX2/OPG/RANKL通路促進(jìn)成骨分化[31]。

3.5 其他相關(guān)的miRNA

除了以上miRNA參與了骨組織衰老變化的調(diào)節(jié)外，還有很多相關(guān)的miRNA也參與了骨組織的老化過程。Li等[16]發(fā)現(xiàn)miR-188和年齡依耐性的骨流失相關(guān)，老年小鼠骨髓腔中脂肪堆積增多，成骨細(xì)胞數(shù)減少，miR-188的含量是年輕小鼠的30倍；miR-188促進(jìn)BMSCs的成脂分化，在BMSCs誘導(dǎo)成脂時(shí)PPARγ mRNA的含量協(xié)同miR-188增加，而且在老年小鼠骨髓腔中注射miR-188拮抗劑，減少了脂肪細(xì)胞，增加了骨小梁的量和骨內(nèi)膜內(nèi)成骨細(xì)胞的數(shù)目。Ruben等發(fā)現(xiàn)miR-219-5p在老年小鼠和老年人骨樣本中表達(dá)較年輕樣本明顯降低，同時(shí)伴隨著衰老相關(guān)的Rorβ的升高；雙熒光素實(shí)驗(yàn)證實(shí)Rorβ為miR-219a-5p的靶基因，轉(zhuǎn)染miR-219a-5p后Rorβ mRNA降低了約60%，成骨相關(guān)的堿性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)mRNA增多[8]。Lin等[32]也發(fā)現(xiàn)BMSCs隨著年齡的增加，成骨能力下降，脂肪分化能力上升，miR-130a在老年BMSCs的含量顯著低于年輕人組；miR-130a在BMSCs成骨分化時(shí)表達(dá)增加，過表達(dá)miR-130a可增加Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(runt-related transcription factor 2, RUNX2)、Osterix的表達(dá)，持續(xù)促進(jìn)miR-130a表達(dá)3個(gè)月后發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)骨厚度增加，脂肪細(xì)胞數(shù)量減少；還證實(shí)了miR-130a通過負(fù)向調(diào)控Smurf2促進(jìn)BMSCs成骨分化，同時(shí)還以PPARγ為靶基因抑制BMSCs的成脂分化。

4 miRNA參與調(diào)控間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化相關(guān)信號通路

BMSCs具有脂肪、軟骨、成骨細(xì)胞分化潛能，miRNA的差異表達(dá)參與BMSCs的差異分化[33]，miRNA通過BMP、Wnt/β-catenin、TNF-α、Notch等信號通路對BMSCs的增殖和成骨分化進(jìn)行調(diào)控[34]。

4.1 BMP2信號通路

BMP3是BMP家族中骨形成和分化的負(fù)向調(diào)控因子；Fan等發(fā)現(xiàn)BMP3是miR-450b的直接靶點(diǎn)，過表達(dá)miR-450b可促進(jìn)hADSCs異位成骨[35]。miR-153在BMSCs成骨分化時(shí)降低，熒光素酶實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)miR-153和骨形態(tài)發(fā)生蛋白受體Ⅱ(bone morphogenetic protein receptor type Ⅱ, BMPRⅡ)部分結(jié)合負(fù)性調(diào)節(jié)BMSCs成骨，過表達(dá)miR-153后，ALP、I型膠原和OCN較對照組降低[36]。Hwang等[37]發(fā)現(xiàn)miR-140-5p在人類MSCs中富集，該miRNA直接抑制MSCs中BMP2的表達(dá)，阻斷miR-140-5p后發(fā)現(xiàn)BMPR2、BMPR1B和SMAD6的表達(dá)增加。

4.2 Wnt/β-catenin信號通路

Zhang等[38]發(fā)現(xiàn)小鼠胚胎細(xì)胞和肥大細(xì)胞中miR-335-5p高表達(dá)，靶向抑制Wnt信號通路拮抗劑Dickkopf-1(DKK1)促進(jìn)成骨分化能力，通過構(gòu)建轉(zhuǎn)基因小鼠模型，發(fā)現(xiàn)miR-335-5p靶向下調(diào)DKK1蛋白在骨組織中的表達(dá)，成骨相關(guān)的標(biāo)記蛋白水平高于不同年齡的對照組；BMSCs誘導(dǎo)成骨時(shí)，轉(zhuǎn)基因小鼠中SOX9表達(dá)降低。多種衰老的內(nèi)皮細(xì)胞中均高表達(dá)miR-31，衰老細(xì)胞分泌的EVs和ADSCs共培養(yǎng)，降低ADSCs的骨分化、鈣沉積；Weilner等發(fā)現(xiàn)衰老細(xì)胞來源的EVs使ADSCs的miR-31升高3倍，并伴隨卷曲蛋白3(Frizzled3, FZD3)mRNA水平的降低，抗miR-31轉(zhuǎn)染可有效逆轉(zhuǎn)EVs介導(dǎo)的ADSCs成骨抑制和FDZ3的下降[39]。Fan等[15]發(fā)現(xiàn)miR-1229在hADSCs的表達(dá)和年齡相關(guān)，過表達(dá)miR-1292顯著抑制FZD4 mRNA 3′-UTR載體的熒光素酶活性，途徑分析顯示miR-1292通過Wnt/β-catenin信號通路調(diào)控hADSCs的成骨和衰老。

4.3 NF-κB信號通路

腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor, TNF-α)誘導(dǎo)miR-150-3p的表達(dá)增加從而抑制BMSCs中β-連環(huán)蛋白，抗miR-150-3p可阻斷TNF-α對β-連環(huán)蛋白的抑制；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)TNF-α通過升高p65磷酸化水平激活I(lǐng)KK/NF-κB信號通路增加miR-150-3p的表達(dá)，抑制BMSCs的成骨分化[40]。TNF-α作為重要的成骨分化抑制因子，在體內(nèi)外微環(huán)境中影響著間充質(zhì)細(xì)胞的成骨過程。Deng等發(fā)現(xiàn)TNF-α抑制BMSCs成骨分化，并誘導(dǎo)miR-23b高表達(dá)，NF-κB抑制劑可消除TNF-α對BMSCs成骨的抑制作用；在小鼠尾靜脈連續(xù)注射miR-23b激動(dòng)劑可導(dǎo)致骨密度降低、骨小梁數(shù)目減少以及骨髓腔增大；但是Trap染色顯示和對照組無明顯區(qū)別，提示miR-23b主要是通過抑制成骨而非促進(jìn)吸收來減少骨形成[41]。

4.4 Notch信號通路

Notch作為成骨分化的負(fù)向調(diào)控因子，對MSCs的干性維持十分重要，是維持骨穩(wěn)態(tài)的必要因子。幼年小鼠敲除Notch后促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化，早期骨量明顯增加、髓腔變窄；但是嚴(yán)重減少了青春期骨髓間充質(zhì)祖細(xì)胞的數(shù)量，導(dǎo)致敲除Notch的實(shí)驗(yàn)小鼠隨著年齡的增長骨量迅速喪失[42]。細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)miR-487b-3p的表達(dá)均和Ⅰ型膠原、OCN、RUNX2、BMP2負(fù)相關(guān)，miR-487b-3p轉(zhuǎn)染細(xì)胞后Notch調(diào)節(jié)的錨蛋白重復(fù)序列蛋白(Notch-regulated ankyrin-repeat protein, Nrarp)mRNA表達(dá)下降；調(diào)節(jié)機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)miR-487b-3p通過靶向Nrarp抑制Wnt信號通路激活并上調(diào)Notch信號通路抑制成骨細(xì)胞功能[43]。

4.5 其他相關(guān)信號通路

除了以上常見的信號通路對骨組織的調(diào)節(jié)外，miRNA還通過多種信號通路參與間充質(zhì)細(xì)胞的成骨分化；例如：Smurf介導(dǎo)RUNX2泛素化減少成骨;老年小鼠BMSCs中的衰老相關(guān)基因Smurf1明顯升高，miR-17通過p53/miR-17/Smurf1信號通路抑制靶基因Smurf1表達(dá)，促進(jìn)老化BMSCs的成骨分化[9]。還有部分miRNA并非通過單一的信號通路進(jìn)行調(diào)控，而是多條信號通路的相互調(diào)節(jié)[40]。

綜上所述，miRNA作為高度保守的非編碼小分子RNA，通過與mRNA的3′-UTR互補(bǔ)結(jié)合，降解mRNA或者抑制其翻譯，從而調(diào)控基因的表達(dá)和轉(zhuǎn)錄，參與細(xì)胞的增殖、分化和衰老。在骨組織衰老過程中，miRNA可以通過直接或者間接作用于成骨相關(guān)因子，調(diào)控BMSCs的成骨分化過程；另一方面，老年骨組織中降低的miRNA可能和骨組織的再生和重塑密切相關(guān)，miRNA的過表達(dá)，有利于促進(jìn)衰老的BMSCs增殖和成骨。鑒于miRNA在骨老化中的重要作用，結(jié)合臨床中老年患者缺牙的高發(fā)病率及其頜骨吸收的普遍現(xiàn)象，筆者認(rèn)為骨老化相關(guān)的miRNA表達(dá)差異和調(diào)節(jié)的研究，特別是老年人群牙槽骨組織吸收和miRNA的聯(lián)系，可以為老年人群失牙修復(fù)和功能重建提供新的理論依據(jù)和方法。