《ZFP36 通过介导 KLF3 mRNA 降解来调节骨质疏松症中脂肪来源的间充质干细胞的成骨分化》

  • 来源专题:再生医学与脑科学
  • 编译者: 蒋君
  • 发布时间:2025-04-28
  • 骨质疏松症是最常见的骨骼相关疾病之一,其中成骨分化起着关键作用。脂肪间充质干细胞 (ADMSC) 作为骨形成的重要来源之一,在适当的条件下可以分化成成骨细胞。探讨 ZFP36 通过调节 KLF3 mRNA 的稳定性对骨质疏松症 ADMSCs 成骨分化的影响和潜在机制。本研究采用卵巢切除术 (OVX) 建立骨质疏松大鼠模型,采用 RT-qPCR 和免疫组化 (IHC) 检测骨组织中 KLF3 的表达水平。进一步探讨 KLF3 基因敲低对骨质疏松大鼠骨骼健康的影响。在体外,在 ADMSC 上进行 KLF3 过表达,并通过碱性磷酸酶 (ALP) 活性测定和茜素红 S 染色评价 KLF3 敲低对 ADMSCs 成骨分化的影响。此外,采用 RNA pull-down、双荧光素酶报告基因、RIP 和放线菌素 D 处理探讨 ZFP36 介导的 KLF3 mRNA 降解在成骨分化中的调控机制。最后,通过干扰 ZFP36/KLF3 在大鼠体内外的表达,进一步验证了 ZFP36 对成骨分化的影响及其与 KLF3 的相互作用。在骨质疏松大鼠模型中,KLF3 在骨组织中的表达显著下调。ADMSC 中 KLF3 的过表达显着提高了 KLF3 蛋白水平,但抑制了成骨分化。相反,ZFP36 的过表达显著促进了 ADMSCs 的成骨分化,在此条件下 KLF3 的表达水平显著降低。ZFP36 通过直接结合 KLF3 mRNA 加速 KLF3 降解。抑制 ZFP36 通过上调 KLF3 抑制细胞成骨分化,敲低 KLF3 后促进成骨分化。在动物实验中,ZFP36 的过表达显著改善了骨质疏松大鼠的 BMD 、骨体积和小梁骨结构,而 KLF3 的过表达逆转了这些改善。ZFP36 通过介导 KLF3 mRNA 的降解促进 ADMSCs 的成骨分化,并为治疗骨质疏松症提供潜在的分子靶点。
  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41598-025-98738-x
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    • 编译者:李永洁2
    • 发布时间:2019-11-01
    • 绝经后骨质疏松症(OP)是影响数百万年女性的最常见骨病之一。骨形成减少和氧化应激增加与OP患者的骨髓间充质干细胞(BMMSC)有关。褪黑激素对成骨细胞的分化和骨形成具有积极作用。然而,尚不清楚褪黑素是否能够恢复OP受损的BMMSC的成骨潜能以及其潜在机制。这项研究的目的是研究(1)褪黑激素是否能通过维持OP骨髓间充质干细胞的抗氧化功能来恢复其受损的成骨潜能;如果是,(2)静脉注射褪黑激素是否能防止卵巢切除(OVX)大鼠OP诱导的骨丢失。对雌性大鼠进行卵巢切除,3个月后从骨质疏松大鼠体内分离出骨髓间充质干细胞。体外褪黑素治疗成功地改善了OP骨髓间充质干细胞的成骨分化,其证据是基质矿化和成骨特异性基因水平的提高。在褪黑素处理的OP BMMSCs中,细胞内氧化应激明显减弱,而细胞内抗氧化酶水平明显上调,特别是超氧化物歧化酶2(SOD2)和谷胱甘肽过氧化物酶1(GPX1)。沉默信息调节1型(Silent information regulator type 1, SIRT1)参与了褪黑素介导的骨生成和抗氧化功能的恢复。同时,通过尾静脉注射褪黑激素在体内成功地改善了去卵巢大鼠股骨的骨微结构。进一步的实验证实,褪黑素处理的OVX大鼠骨髓间充质干细胞具有保存良好的抗氧化特性和成骨潜能。我们的研究结果表明,通过维持BMMSCs的抗氧化特性和成骨潜能,给予褪黑激素是治疗绝经后OP患者的一个有前途的策略。
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    • 牡蛎壳源性外泌体通过调节骨稳态缓解骨质疏松症 2024年6月,深圳大学化学与环境工程学院Yuanyuan Hu及通讯作者Hongxun Sang、朱蓓薇院士在国际期刊《Biomaterials》(JCR一区,IF2023=12.8)发表了题为“Oyster mantle-derived exosomes alleviate osteoporosis by regulating bone homeostasis”( 牡蛎壳源性外泌体通过调节骨稳态缓解骨质疏松症)的研究论文。 摘要 骨质疏松症是一种全球性的公共健康问题,急需安全有效的治疗手段。本研究发现,牡蛎外套膜来源的外泌体(OMEs)含有丰富的成骨活性物质,在经口给药后能够耐受胃肠环境并在骨组织中积累。OMEs可以通过激活PI3K/Akt/β-catenin信号通路促进成骨细胞分化,同时通过抑制NF-κB通路抑制破骨细胞分化。此外,在大鼠股骨缺损模型中,OMEs显著促进了骨再生。OMEs在绝经后骨质疏松小鼠模型中有效减少了骨量流失并改善了骨微结构,展现出良好的生物安全性。这些结果表明,OMEs具有治疗骨质疏松症的潜力。 引言 骨质疏松症是一种由骨密度下降和微结构破坏导致的骨骼脆弱性增加的疾病。现有治疗手段常伴随副作用,且效果有限。牡蛎在传统中药中被用于补钙和促进骨骼健康,其壳的矿化过程与人类骨骼形成类似。研究表明,牡蛎提取物具有促进成骨和抑制破骨的作用,但其具体成分及作用机制尚未明确。本研究首次系统探讨了牡蛎外套膜来源的外泌体在调节骨稳态中的作用及其机制。 研究内容 OMEs从牡蛎外套膜中提取,并通过超速离心和蔗糖密度梯度纯化进行表征,分析其形态、粒径和成分。通过体外实验,研究了OMEs对成骨细胞和破骨细胞的影响,验证了其在激活PI3K/Akt/β-catenin通路上促进成骨分化的作用,并通过抑制NF-κB通路减弱破骨细胞分化。动物实验方面,OMEs在大鼠骨缺损模型中表现出显著的骨再生效果,并在绝经后骨质疏松小鼠模型中有效减少骨丢失,改善了骨的微结构。 结论与展望 本研究证实了牡蛎外套膜来源的外泌体可以通过双重机制调节骨稳态,具有显著的骨保护作用。OMEs提供了一种新型天然治疗策略,有望用于骨质疏松症的预防和治疗。未来可进一步开展临床研究,以评估其在人体应用中的效果和安全性。 图文赏析 原文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961224001820?via%3Dihub