雌二醇与维生素D通过miR-351-5p/IRS1轴和mTOR/NFκB信号通路协同防治骨质疏松的机制研究

针对骨质疏松治疗药物副作用大、单药疗效有限的问题，山东第一医科大学附属山东省立医院团队开展雌二醇(E2)与维生素D协同作用机制研究。通过细胞实验和卵巢切除(OVX)小鼠模型，发现E2与维生素D组合通过下调miR-351-5p靶向IRS1，抑制mTOR/NFκB通路，显著促进MC3T3-E1细胞增殖和成骨分化。该研究为骨质疏松联合治疗提供新靶点，发表于《Scientific Reports》。

　　

骨质疏松作为全球高发的骨骼疾病，以骨密度降低和骨折风险增加为特征，尤其困扰绝经后女性。现有治疗药物如双膦酸盐虽有效但存在长期使用安全性问题，而维生素D单用效果有限，雌激素替代疗法也有局限性。山东第一医科大学附属山东省立医院团队在《Scientific Reports》发表研究，揭示雌二醇(E2)与维生素D协同作用的新机制。

研究采用MC3T3-E1前成骨细胞系和OVX小鼠模型，通过CCK-8检测、ALP活性测定、Alizarin Red染色评估成骨分化；结合miRNA测序筛选关键miRNA；利用双荧光素酶报告基因验证miR-351-5p与IRS1的靶向关系；通过Western blot分析mTOR/NFκB通路蛋白表达；最后通过microCT和骨形态计量学分析小鼠骨微结构。

成功诱导MC3T3-E1细胞成骨分化
通过14天成骨诱导培养，Alizarin Red染色显示矿化结节显著增加，ALP活性随时间显著升高，证实细胞具备成骨分化潜能。

E2与维生素D协同促进成骨
浓度梯度实验确定E2(10^-7 M)和维生素D(10^-9 M)为最佳浓度。组合治疗较单药更显著提升细胞增殖、ALP活性和骨钙素(BGP)，降低骨吸收标志物CTX，Alizarin Red染色显示矿化结节积累最明显。

miR-351-5p的关键调控作用
miRNA测序发现组合治疗组miR-351-5p显著下调。过表达miR-351-5p可部分逆转组合治疗对细胞增殖、ALP活性和矿化的促进作用，证实其负调控作用。

IRS1作为miR-351-5p的靶基因
生物信息学预测和双荧光素酶实验证实IRS1是miR-351-5p的直接靶标。组合治疗显著上调IRS1表达，而IRS1敲低削弱了组合治疗的促骨形成效应。

mTOR/NFκB通路抑制机制
Western blot显示组合治疗显著降低p-mTOR、p-NFκB和p-IκB水平。miR-351-5p过表达激活该通路，而IRS1过表达可部分逆转此效应，揭示通路调控的级联关系。

动物实验验证协同效应
OVX小鼠经组合治疗后，HE和Von Kossa染色显示骨小梁和钙结节增加，microCT显示骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)改善，血清BGP升高而CTX降低，且组合治疗组mTOR/NFκB通路抑制最显著。

结论表明，E2与维生素D通过协同下调miR-351-5p，解除其对IRS1的抑制，进而阻断mTOR/NFκB通路，最终促进骨形成。该研究不仅阐明表观遗传调控在骨代谢中的作用，还为开发基于miRNA的联合治疗方案提供理论依据。团队建议未来探索其他潜在通路并推进临床转化，以解决当前骨质疏松治疗面临的药物副作用和疗效瓶颈问题。