近期,深圳市第二人民医院于斐博士团队在期刊 Biomaterials Translational 上发表综述文章:m6A in bone homeostasis and related diseases.
本文系统综述了N6-甲基腺苷(m6A)RNA修饰在骨形成、生理稳态维持及骨相关疾病发生发展中的重要作用,重点阐述了m6A调控体系及其通过影响骨髓间充质干细胞、成骨细胞和破骨细胞功能而维持骨代谢动态平衡的分子机制,并进一步总结了m6A在骨质疏松、骨关节炎、骨肉瘤和类风湿关节炎等疾病中的病理调控作用;文章在整合现有研究成果的基础上指出m6A调控具有显著的情境依赖性和复杂性,同时展望了m6A调控在骨疾病机制研究和精准治疗中的潜在应用前景。
研究内容简介:
一、研究背景
骨组织是人体中高度动态的器官,承担着运动支撑、器官保护、矿物质储存及造血微环境维持等多重关键功能。骨稳态的维持依赖于骨髓间充质干细胞、成骨细胞和破骨细胞之间精密而动态的平衡调控。一旦这种平衡被打破,便会导致骨质疏松、骨关节炎、类风湿关节炎及骨肿瘤等多种骨相关疾病。近年来,表观遗传调控在骨生物学中的重要性逐渐受到关注,其中,RNA层面的表观修饰被认为是连接基因表达调控与细胞命运决定的重要桥梁。N6-甲基腺苷(m6A)作为真核生物中最常见、最丰富且可逆的RNA修饰形式,能够在不改变DNA序列的前提下,动态调控RNA的命运及功能,为理解骨稳态调控提供了新的研究视角。

图1. 真核生物常见的RNA修饰
二、m6A与骨骼的形成和生理稳态
在骨形成与生理稳态维持过程中,m6A修饰通过精细调控多类骨相关细胞的增殖、分化和功能发挥关键作用。研究表明,m6A调控因子能够影响骨髓间充质干细胞向成骨或成脂方向分化的平衡,从而决定骨量形成的基础。同时,m6A修饰参与成骨细胞的分化成熟、基质分泌及矿化过程,并在炎症或应激状态下调节其功能稳定性。另一方面,m6A还通过调控破骨细胞的分化及骨吸收活性,参与骨重塑过程。总体而言,m6A通过在成骨与破骨过程中的多层级调控,维持骨组织在不同生理条件下的动态稳态,是骨代谢调控网络中的重要组成部分。

图2. m6A通过调节成骨细胞分化和破骨细胞分化介导骨稳态
三、m6A与骨骼相关疾病的发生和发展
随着研究的深入,m6A在多种骨相关疾病中的病理作用逐渐被揭示。在骨质疏松中,m6A通过影响骨髓间充质干细胞成骨与成脂分化的平衡,以及成骨细胞和破骨细胞的功能状态,参与骨量减少和骨结构破坏的发生。在骨关节炎中,m6A主要通过调控软骨细胞和滑膜细胞的炎症反应、细胞衰老、自噬及凋亡过程,加速关节退变进程。在骨肉瘤等恶性骨肿瘤中,m6A参与肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移及化疗耐药性形成,对肿瘤进展和预后具有重要影响。此外,在类风湿关节炎等炎症性骨关节疾病中,m6A通过调节免疫细胞和滑膜细胞的炎症信号通路,参与慢性炎症和骨破坏过程。值得注意的是,不同m6A调控因子在不同疾病背景下可能呈现差异性甚至相反的生物学作用,提示其功能具有显著的环境依赖性。

图3. m6A 调节骨关节炎疾病发展
四、未来展望
尽管当前研究已揭示m6A在骨稳态及骨相关疾病中的重要作用,但该领域仍面临诸多挑战。未来研究需要进一步厘清不同m6A调控因子在特定细胞类型、发育阶段及疾病微环境中的精确作用机制,并解释现有研究中存在的差异性结果。随着单细胞测序、空间转录组等技术的发展,有望从更高时空分辨率层面解析m6A在骨组织中的动态调控特征。此外,探索m6A与其他表观遗传修饰形式之间的协同调控网络,将有助于全面理解骨代谢的复杂调控机制。从转化角度来看,靶向m6A调控因子的精准干预策略,以及其作为疾病诊断和预后生物标志物的潜力,均可为骨相关疾病的治疗提供新的思路和方向。

图4. m6A调控骨的生理稳态和病理进展
论文第一/通讯作者简介:
马博(第一作者):北京大学医学部在读博士
于斐(通讯作者):医学博士,博士后,硕士生导师,深圳市第二人民医院(深圳大学第一附属医院)脊柱外科主治医师
资助信息:
本研究得到了国家自然科学基金(82102568、82172432)的资助。
原文信息:
标题:
Bo Ma , Junyu Su , Yuanchao Zhu , Fengshi Zhang , Hailin Ma , Tianze Sun, Hanwen Cheng, Kangling Xu, Baixin Gu, Rou Wen, Yien Zheng, Qi Yang , Deli Wang , Fei Yu. m6A in bone homeostasis and related diseases. BMT 2025 , 6(3), 281–293.
链接:
https://biomat-trans.com/journal/BMT/0/0/10.12336/bmt.24.00058