非编码RNA调控破骨细胞功能及其在共培养系统中对成骨细胞行为的调控机制研究

本研究针对骨质疏松等骨代谢疾病中破骨细胞(OC)与成骨细胞(OB)偶联失衡的关键科学问题，通过构建仿生共培养系统，揭示了长链非编码RNA DLEU1和微小RNA miR-16通过调控破骨细胞多核化、融合及骨吸收能力，进而影响成骨细胞迁移、碱性磷酸酶(ALP)活性及基质金属蛋白酶(MMP)分泌的双向调控机制，为开发同时靶向骨吸收与骨形成的ncRNA疗法提供了新思路。论文发表于《Cell Communication and Signaling》。

　　

在骨骼这个持续动态重建的"生命大厦"中，破骨细胞(OC)与成骨细胞(OB)如同精密的"拆建工程队"，二者的协调运作维持着骨骼健康。然而在骨质疏松等疾病中，这种平衡被打破——破骨细胞过度活跃导致骨质流失，而现有药物往往只能单方面抑制骨吸收或促进骨形成，难以恢复生理性偶联。更棘手的是，长期使用抗骨吸收药物可能导致骨重建停滞，而促骨形成药物又存在疗效短暂、心血管风险等问题。这种治疗困境促使科学家们将目光投向能同时调控多靶点的非编码RNA(ncRNA)。

来自葡萄牙i3S研究所（Instituto de Investiga??o e Inova??o em Saúde）与丹麦奥登塞大学医院（Odense University Hospital）的Sara Reis Moura团队在《Cell Communication and Signaling》发表的重要研究，首次揭示了长链非编码RNA DLEU1和微小RNA miR-16作为破骨细胞功能的"分子开关"，不仅能调控骨吸收活动，还能通过改变分泌组和骨吸收腔特征来影响成骨细胞行为。这项研究创新性地采用人原代细胞共培养系统，模拟了体内骨微环境，为开发新型双功能抗骨质疏松疗法提供了理论依据。

研究人员运用四项关键技术：1）从50-65岁男性献血者外周血单核细胞中分离培养人原代破骨细胞；2）通过siRNA和miRNA模拟物转染技术特异性调控DLEU1和miR-16表达；3）建立无血清和外源RANKL的OC-OB共培养系统，在牛皮质骨切片上进行三维培养；4）采用延时显微成像定量分析细胞迁移、增殖及骨吸收腔特征，并结合多重蛋白检测分析分泌组变化。

非编码RNA调控破骨细胞影响分泌组组成

研究发现，沉默DLEU1的破骨细胞(siDLEU1-OC)与成骨细胞共培养72小时后，分泌组中RANKL、瘦素(leptin)、骨钙素(osteocalcin)、MMP7、MMP8及TIMP1/2显著降低；而过表达miR-16的破骨细胞(miR-16-OC)则使瘦素和MMP8水平升高。这些变化提示两种ncRNA通过不同途径调控破骨细胞的旁分泌效应。

成骨细胞行为的功能重塑

延时成像显示，与siDLEU1-OC共培养的成骨细胞迁移能力受损但ALP活性增强；而与miR-16-OC共培养的成骨细胞则呈现形态缩短趋势。特别值得注意的是，成骨细胞在siDLEU1-OC形成的小型骨吸收腔中驻留时间延长，提示新暴露的基质微结构或成分变化影响了细胞行为。

骨吸收模式的差异化调控

骨切片分析揭示，siDLEU1-OC使单个沟槽状吸收腔(trench)面积减小，而miR-16-OC则显著降低总侵蚀面积并抑制沟槽形成。这种吸收模式的变化与MMPs分泌改变相呼应，因为MMPs在胶原降解和基质重构中起关键作用。

基质介导的细胞-环境对话

研究首次发现，成骨细胞对凹陷状吸收腔(pit)的亲和力高于沟槽状腔，且在siDLEU1-OC形成的腔中停留时间更长。这种选择性互动暗示不完全降解的胶原基质可能提供更有利的成骨微环境，这与既往报道的胶原纤维对成骨细胞的趋化效应一致。

这项研究的重要意义在于揭示了ncRNA调控骨重塑的新维度：DLEU1和miR-16不仅自主调控破骨细胞功能，还能通过"分泌组重编程"和"基质重塑"双重机制远程影响成骨细胞。这种级联调控效应为开发既能抑制异常骨吸收、又能促进生理性骨形成的"双功能"疗法提供了新靶点。特别是miR-16作为已知的肿瘤抑制因子，其骨保护作用的发现更增加了其临床转化价值。研究者建议，未来可探索将ncRNA调控剂与基因激活基质(GAMs)技术结合，开发具有时空特异性的骨靶向给药系统。

该研究的创新性体现在三个方面：首先，突破传统单细胞研究局限，在接近生理的共培养系统中揭示OC-OB互作；其次，发现ncRNA通过改变吸收腔形态学特征间接调控成骨细胞的新机制；最后，提出靶向破骨细胞ncRNA可同时调控骨吸收与骨形成的治疗新策略。这些发现为理解骨重塑的分子对话提供了新视角，也为骨质疏松等疾病的精准治疗开辟了新途径。