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随着年龄增长,肌肉萎缩与骨质疏松常如影随形,成为威胁老年人健康的两大“元凶”。两者不仅导致行动不便、生活质量下降,更显著增加跌倒和骨折风险。流行病学数据显示,肌少症患者罹患骨质疏松的风险显著增高,提示肌肉与骨骼之间存在密切的“对话”。传统观点认为,肌肉主要通过力学刺激影响骨骼;但近年研究发现,肌肉还是一个重要的内分泌器官,能分泌多种“肌肉因子”进入血液循环,远程调控其他器官的代谢。然而,在衰老进程中,肌肉究竟通过何种分子机制“指挥”骨骼、导致骨量丢失,尚不完全清楚。深入理解这种“肌肉 -骨骼”器官间通讯机制, 对于开发同时防治肌肉萎缩和骨质疏松的新策略至关重要。& N. d: K5 y7 i- R
近日,南京大学医学院 /南京鼓楼医院 郭保生教授、蒋青教授 与 南京市儿童医院 俞海国教授 在 Advanced SCIence 发表 了文章* L1 S& k' e, A# D* ?6 P4 P( L$ \
) I* G) L7 @0 w- h; j# K: wAtrophic Skeletal Muscle-Derived Extracellular Vesicles Transfer miR-125a-5p to Inhibit Bone Formation in Osteoporosis During Aging ,首次证实: 衰老进程中,萎缩的骨骼肌释放大量携带miR-125a-5p的细胞外囊泡(Aged-SKM-EVs) 进入骨组织, 抑制骨形成、加剧骨质疏松。 该研究不仅阐明了萎缩骨骼肌来源细胞外囊泡调控骨代谢的新机制,完善了肌-骨轴调控体系,更为同时干预少肌症和骨质疏松提供了潜在治疗靶点。9 c5 r# f# k; e- p$ p G
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衰老骨骼肌释放细胞外囊泡调控成骨分化机制模式图, G$ C- E+ g$ ]& `) _
研究团队首先观察到,自然衰老小鼠肌肉萎缩程度与骨密度下降呈显著正相关,提示二者存在内在联系。进一步分析发现,衰老肌肉中与 EVs分泌密切相关的蛋白(RAB27A)表达显著升高,肌肉组织及血液循环中EVs数量也相应增加。 研究 团队 通过 构建骨骼肌特异性CD63-GFP报告小鼠 ,进一步 证实:衰老肌肉释放的EVs能够 通过 血液循环,抵达骨组织并被成骨细胞高效摄取。随后,团队设计了靶向肌肉的脂质体 递送系统 ,将EVs生成抑制剂靶向递送至老年小鼠骨骼肌,发现阻断肌肉EVs生成被,小 鼠骨量流失显著缓解,骨密度升高。此外,直接给年轻小鼠注射 Aged-SKM-EVs,则能够诱导骨量丢失、骨密度下降。7 H. M* S0 d& z
EVs内含多种分子,究竟谁在发挥关键作用?研究人员对肌少症患者和健康 老年人 的血浆EVs进行微小RNA深度测序,同时分析萎缩肌管细胞EVs的miRNA表达谱。结合临床样本、动物模型和细胞模型验证,筛选出miR-125a-5p 可能是介导骨骼肌EV s 抑制骨形成的关键分子 。进一步功能实验证实,miR-125a-5p抑制剂处理成骨细胞,可有效逆转萎缩肌管EVs对成骨分化的抑制作用,证实了其核心调控地位。
0 d; `0 C) A3 ]2 q5 @$ c进一步的实验中,团队利用肌肉靶向腺相关病毒( MyoAAV),在衰老小鼠肌肉中特异性过表达或抑制miR-125a-5p。结果 显示 :过表达miR-125a-5p导致小鼠肌肉萎缩加剧、骨量显著下降、成骨活性被抑制;而抑制miR-125a-5p则使肌肉萎缩缓解、骨量流失逆转、骨形成增强。这一“开关”实验强有力证明,肌肉来源的miR-125a-5p是调控衰老相关骨丢失的关键分子。: e, G4 F4 p: Q: l9 W8 y/ q
那么, miR-125a-5p如何抑制骨形成 呢 ?通过生物信息学预测和系列实验,团队发现:富含miR-125a-5p的EVs进入成骨细胞后,miR-125a-5p与 Sirt7 mRNA的3’ - UTR结合,抑制其表达。SIRT7减少导致其对 Sp7 启动子的去乙酰化作用减弱,进而抑制 Sp7 转录,最终 抑制 成骨细胞分化和骨形成 ,加剧骨质疏松 。& m% {, K, N6 y$ T0 a
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本研究首次系统揭示了一条由细胞外囊泡介导的“衰老肌肉-骨骼”内分泌调控轴线:萎缩肌肉释放携带miR-125a-5p的EVs,被成骨细胞摄取后,通过抑制SIRT7-Sp7信号通路,远程抑制骨形成,加剧老年性骨质疏松。这一发现不仅为理解肌肉-骨骼相互作用提供了全新视角,为防治老年性 肌肉萎随和骨质疏松提供了新的潜在治疗策略 。
# C1 X4 T5 z: m4 N6 @/ N南京大学医学院 邵晓艳博士 、 张攀博士 、 林加权博士、 南京医科大学附属儿童医院 樊志丹 博士 为本文共同第一作者。南京大学医学院附属鼓楼医院 郭保生教授 、 蒋青教授 与南京医科大学附属儿童医院 俞 海国教授 为本文通讯作者。- l$ j# P. l7 D+ o! T' T
原文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202515362 M* ^( e$ y- Z8 j
制版人: 十一8 \& }7 `* C! v$ C( [0 S9 }
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