LINC01013通过调控ILF3核质转运逆转双膦酸盐抑制的颌骨骨髓间充质干细胞成骨分化

本研究针对双膦酸盐相关性颌骨坏死(BRONJ)的治疗难题，由首都医科大学口腔医学院团队揭示了LINC01013/ILF3轴在双膦酸盐(Zol)抑制的颌骨骨髓间充质干细胞(JBMMSCs)成骨分化中的关键作用。研究发现HOXC8负调控LINC01013表达，而LINC01013通过与ILF3结合调控其核定位，进而影响NLRP3/Caspase-1炎症通路，最终逆转Zol对JBMMSCs成骨分化的抑制作用。该研究为BRONJ的靶向治疗提供了新思路。

　　

在骨质疏松和骨转移癌的治疗中，双膦酸盐(BPs)类药物如唑来膦酸(Zol)被广泛应用，但其引发的颌骨坏死(BRONJ)却成为困扰临床的严重并发症。令人困惑的是，这种坏死特异性地发生在颌骨而非长骨，暗示着颌骨来源的干细胞可能存在独特的生物学特性。更棘手的是，目前BRONJ缺乏有效治疗手段，传统手术清创效果有限，这使得探索其分子机制成为当务之急。既往研究多聚焦于BPs对破骨细胞的抑制作用，但近年发现BPs对骨髓间充质干细胞(BMSCs)功能的影响同样不可忽视。特别是颌骨骨髓间充质干细胞(JBMMSCs)与长骨来源的BMSCs在基因表达谱和分化潜能上存在显著差异，这或许就是BRONJ具有部位特异性的关键所在。

首都医科大学口腔医学院的研究团队在《Stem Cell Research 》发表的研究，首次揭示了长链非编码RNA LINC01013通过调控RNA结合蛋白ILF3的核质转运，逆转双膦酸盐对JBMMSCs成骨分化的抑制作用。这项研究不仅阐明了HOXC8/LINC01013/ILF3轴在BRONJ发病中的核心作用，更为靶向干预提供了新的分子靶点。

研究采用的主要技术包括：从临床获取的人JBMMSCs培养体系、慢病毒介导的基因过表达和敲低技术、碱性磷酸酶(ALP)和茜素红(ARS)染色评估成骨分化、RNA pull-down验证RNA-蛋白相互作用、裸鼠异种移植模型验证体内成骨能力，以及RNA-seq进行全转录组分析。

研究结果部分，第一个小标题"HOXC8 Inhibition promoted JBMMSCs osteogenic differentiation under normal and Zol-stimulated conditions"显示，通过shRNA敲低HOXC8后，JBMMSCs的ALP活性和钙结节形成显著增强，成骨标志物BSP和OCN表达上调。在Zol刺激下，HOXC8表达升高，而其敲除可部分逆转Zol对成骨分化的抑制，提示HOXC8是Zol抑制JBMMSCs功能的关键介质。

第二个小标题"LINC01013 enhanced JBMMSCs osteogenic differentiation"揭示，HOXC8负调控LINC01013表达。LINC01013在成骨诱导过程中表达逐渐升高，其过表达显著促进JBMMSCs的ALP活性、矿化结节形成及OCN表达；相反，敲低LINC01013则抑制这些成骨指标。裸鼠移植实验证实，过表达LINC01013的JBMMSCs形成更多骨样组织，而敲低组则骨形成减少。

第三部分"LINC01013 rescued osteogenic differentiation of Zol-stimulated JBMMSCs"发现，Zol处理降低LINC01013表达，而其过表达可部分恢复Zol抑制的ALP活性和矿化能力。体内实验显示，LINC01013过表达能显著改善Zol处理JBMMSCs的骨形成能力，HE和Masson染色显示更完整的组织结构和更多的胶原沉积。

通过RNA-seq分析，研究人员在"Identification of differentially expressed mRNAs in JBMMSCs-LINC01013sh and bioinformatic analysis of RNA-seq data"部分发现，LINC01013敲除导致1438个基因差异表达，GO分析显示这些基因富集于炎症反应和免疫应答通路。实验验证表明LINC01013过表达降低NLRP3、Caspase-1和IL-1β等炎症因子的表达，提示其抗炎作用。

在"LINC01013 formed a complex with ILF3"部分，RNA-FISH显示LINC01013主要定位于细胞核，RNA pull-down证实其与ILF3直接结合。有趣的是，Zol处理导致ILF3从核向胞质转位，而LINC01013过表达可阻止这一过程。ILF3的两个亚型NF90和NF110的促成骨作用依赖于其核定位，删除核定位信号(NLS)的突变体失去促分化能力。更重要的是，核定位的NF90可抑制NLRP3表达，这可能是LINC01013发挥抗炎作用的机制之一。

研究结论部分指出，HOXC8/LINC01013/ILF3轴在BRONJ发病中扮演关键角色：Zol通过上调HOXC8抑制LINC01013表达，减少的LINC01013导致ILF3（尤其是NF90亚型）从核向胞质转位，一方面削弱了其促成骨作用，另一方面减弱了对NLRP3炎症小体的抑制，共同导致JBMMSCs功能紊乱。该研究不仅阐明了BRONJ的分子机制，更提出了靶向LINC01013-ILF3轴的治疗新策略。

这项研究的创新性在于：首次将lncRNA LINC01013与BRONJ联系起来；揭示了ILF3亚细胞定位调控成骨分化的新机制；阐明了NF90通过抑制NLRP3发挥抗炎作用的分子途径。这些发现为开发针对BRONK的基因治疗和靶向药物提供了理论依据和潜在靶点。特别是考虑到lncRNA的组织特异性表达模式，靶向LINC01013可能实现针对颌骨的特异性治疗，避免全身副作用，具有重要的临床转化价值。