综述:m6A:骨质疏松治疗的新策略

【字体: 时间:2025年09月09日 来源:Frontiers in Cell and Developmental Biology 4.3

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  这篇综述系统阐述了N6-甲基腺苷(m6A)修饰在骨质疏松(OP)中的调控机制,重点分析了m6A甲基转移酶(如METTL3/METTL14复合体)、去甲基化酶(FTO/ALKBH5)和结合蛋白(YTHDF家族)通过调控间充质干细胞(MSCs)成骨/成脂分化、成骨细胞(OBs)功能及破骨细胞活性来影响骨代谢平衡的分子通路,并探讨了靶向m6A的小分子药物(如Cpd-564)和外泌体等治疗策略的转化潜力。

  

m6A:骨质疏松治疗的新策略

1 引言

骨质疏松(OP)是以骨脆性增加为特征的全身性代谢性骨病,全球患者超2亿。骨代谢失衡的核心在于成骨细胞(OBs)介导的骨形成与破骨细胞主导的骨吸收动态平衡被打破。近年研究发现,RNA表观遗传修饰N6-甲基腺苷(m6A)通过调控间充质干细胞(MSCs)命运抉择、OB分化和破骨活化,成为干预OP的新靶点。

2 m6A及其调控蛋白的结构与功能

m6A是真核生物mRNA最常见的修饰,富集于RRACH(R=G/A, H=A/C/U)基序。其动态调控依赖三类蛋白:

  • 甲基转移酶复合体(MTC):由催化亚基METTL3/METTL14(MAC)与调控亚基WTAP/ZC3H13等(MACOM)组成,METTL3的锌指结构域(ZFD)识别RNA,而METTL14的RGG结构域稳定RNA结合。

  • 去甲基化酶:FTO通过Fe(II)/α-酮戊二酸依赖的氧化反应将m6A逐步还原为腺苷;ALKBH5特异性作用于单链RNA。

  • 阅读蛋白:YTHDF1-3通过YTH结构域"识别m6A,分别调控mRNA翻译(如招募eIF3)或降解(如募集CCR4-NOT复合体)。

3 m6A在OP中的调控机制

3.1 MSCs中的调控网络

  • 促骨形成:METTL3通过m6A修饰VEGFA-188 mRNA促进BMSCs血管-成骨耦联;METTL14通过IGF2BP/Beclin-1轴诱导自噬并上调RUNX2表达。

  • 抑骨形成:FTO通过降低RUNX2 mRNA稳定性抑制BMSCs成骨分化;ALKBH5通过PRMT6-PI3K/AKT轴阻碍MSCs矿化。

  • 双向调控:METTL3通过PTH-PTH1R信号同时促进BMSCs成骨分化并抑制成脂分化;WTAP通过YTHDC1/miR-181a/c-SFRP1轴实现类似效果。

3.2 成骨细胞中的关键通路

  • 负调控:METTL3通过miR-7212-5p/FGFR3轴抑制MC3T3-E1细胞分化。

  • 正调控:FTO通过HSPA1A/NF-κB通路减少OB凋亡;ALKBH5通过稳定RUNX2 mRNA促进OB矿化。

3.3 破骨细胞的特异机制

外泌体circ_0008542通过"m6A开关"(1956位点)吸附miR-185-5p,解除其对RANK的抑制,该过程受METTL3正调控和ALKBH5负调控,最终影响破骨活化。

4 靶向治疗进展

  • METTL3抑制剂:Cpd-564可减轻老年大鼠OB衰老。

  • 工程化外泌体:骨靶向肽修饰的BT-oe-METTL3-EXO通过FOXO1促进BMSCs成骨分化。

  • 天然化合物:墨旱莲提取物楔叶泽兰内酯通过METTL3增强m6A修饰。

5 挑战与展望

m6A调控存在细胞特异性:METTL3在BMSCs中促骨形成却在MC3T3-E1细胞中抑分化,这种"双刃剑"效应可能与微环境信号网络(如Wnt/β-catenin、HSPA1A)交互作用有关。未来需探索:①m6A在衰老OB中的时空特异性;②FTO在骨稳态中的双向调节机制;③TRAF4-ALKBH5调控轴是否依赖m6A去甲基化活性。靶向m6A的药物设计需兼顾组织特异性与全身安全性。

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