miR-144-3p靶向调控FLRT3在颌骨骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用及机制研究

本研究针对FLRT3在颅面发育和成骨分化中的关键作用，探索了miR-144-3p通过靶向调控FLRT3影响颌骨骨髓间充质干细胞(MBMSCs)成骨分化的分子机制。研究人员通过生物信息学筛选和双荧光素酶报告实验证实miR-144-3p直接靶向FLRT3，并发现其通过下调FLRT3/BMP2/RUNX2信号通路抑制成骨分化。该研究为颅面骨缺损修复提供了新的miRNA治疗策略，发表于《Human Genomics》。

　　

颅面骨的发育和修复一直是再生医学领域的重大挑战。在复杂的骨代谢平衡中，成骨细胞驱动的骨形成和破骨细胞介导的骨吸收共同维持骨骼稳态。然而，当这一平衡被打破时，就会导致骨质疏松、骨缺损等疾病。近年来，骨髓间充质干细胞(BMSCs)因其多向分化潜能成为骨组织工程的研究热点，其中颌骨骨髓间充质干细胞(MBMSCs)因其更强的增殖和抗衰老能力，在颌骨缺损修复中展现出独特优势。

昆明医科大学附属口腔医院的研究人员聚焦于纤维连接蛋白富含亮氨酸跨膜蛋白3(FLRT3)这一关键分子。既往研究表明，FLRT3在软骨形成和软骨内成骨中发挥重要作用，但其在成骨分化中的具体机制尚不明确。更引人关注的是，microRNAs(miRNAs)作为基因表达的精细调控者，能否通过靶向FLRT3调控成骨分化，这一科学问题尚未被探索。

研究人员通过全骨髓贴壁培养联合有限稀释法成功分离SD大鼠MBMSCs，经流式细胞术鉴定其表面标志物CD29和CD90呈阳性。生物信息学分析预测出4个可能靶向FLRT3的miRNAs，其中miR-144-3p与FLRT3的关联性最强。双荧光素酶报告实验证实了miR-144-3p与FLRT3的直接靶向关系。

关键技术方法包括：MBMSCs分离培养与多向分化鉴定、生物信息学靶向预测、miRNA mimics/inhibitor转染、双荧光素酶报告基因检测、碱性磷酸酶(ALP)和茜素红染色评估成骨分化，以及RT-qPCR分析基因表达。

研究结果显示：

1. MBMSCs的分离与鉴定：成功获得高纯度MBMSCs，具有典型间充质干细胞形态和成骨/成脂分化能力。
   

   

2. miR-144-3p靶向调控FLRT3：双荧光素酶实验证实miR-144-3p通过3'-UTR区直接结合FLRT3 mRNA。
   

   

3. miR-144-3p抑制成骨分化：ALP和茜素红染色显示miR-144-3p过表达显著抑制钙结节形成，而抑制剂则促进成骨。
   

   

4. 分子机制解析：miR-144-3p通过下调FLRT3进而抑制BMP2和RUNX2表达，形成级联调控网络。

这项研究首次揭示了miR-144-3p/FLRT3/BMP2/RUNX2轴在MBMSCs成骨分化中的调控机制。在7天的成骨诱导过程中，miR-144-3p表达逐渐下降，与其作为负调控因子的功能相符。该发现不仅丰富了miRNA在骨代谢中的调控理论，更重要的是为临床颌骨缺损修复提供了新的治疗靶点——通过抑制miR-144-3p或激活FLRT3信号通路，有望促进骨再生。

值得注意的是，FLRT3作为多功能蛋白，其在不同组织中的调控网络可能存在差异。未来研究需要进一步探索：1) miR-144-3p在其他类型BMSCs中的调控普适性；2) FLRT3下游效应分子的精确鉴定；3) 动物体内干预实验验证治疗效果。这些问题的解决将推动该发现向临床应用转化。