骨代谢紊乱的表观遗传重编程与运动调控

骨代谢紊乱的表观遗传重编程与运动调控文章插图
文题释义:表观遗传学:指在不改变基因序列的前提下 , 通过改变染色质结构及基因的可及性来对其表达产生影响 , 主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等方式 。
骨代谢:包括成骨细胞介导的骨形成及破骨细胞介导的骨吸收 , 这两者之间的动态平衡保持着骨组织的完整性 , 当骨吸收或骨形成超出正常水平 , 则会引起骨代谢紊乱 。
背景:机体骨代谢平衡由成骨细胞介导的骨形成与破骨细胞介导的骨吸收来维持 , 当其代谢功能发生障碍时会造成骨代谢紊乱 , 引发各种骨疾病发生 。
目的:综述表观遗传在骨代谢紊乱中的作用机制 , 探讨运动对表观遗传的影响及表观遗传在运动调控骨代谢中的机制 。
方法:检索1999年1月至2020年10月PubMed数据库、中国期刊全文数据库相关文章 , 英文检索词“exercise , epigenetics , bone metabolism , DNA methylation , histone modification , noncoding RNA”;中文检索词“运动 , 表观遗传 , 骨代谢 , DNA甲基化 , 组蛋白修饰 , 非编码RNA” 。 共检索到90篇相关文献 , 73篇文献符合纳入标准 。
结果与结论:①表观遗传可以在不改变基因序列的前提下对基因表达进行调控进而影响骨代谢 , 这种方式灵活且可遗传;②HDAC1、Sirt1、DNMTs、LncRNA OGRU、miR-486等基因表达改变可引起相关信号通路的活性及基因表达发生改变 , 进而对成骨细胞、破骨细胞的生长、发育及成熟产生影响 , 从而调节骨吸收与骨形成间的动态平衡;③成骨细胞、破骨细胞均为力学敏感细胞 , 骨组织可将运动产生的负荷转化为生物学刺激作用于成骨细胞和破骨细胞 , 进而对其增殖、分化与成熟产生影响 , 最终调节骨代谢;④运动能通过影响FoxO3a、Jag1、Hcy、同源盒A10等基因的表观遗传状态来调节其表达 , 从而对骨形成产生积极作用;⑤骨组织是力学敏感组织 , 而表观遗传在运动调节骨组织稳态中发挥重要作用 。
(刘波)
中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程
【骨代谢紊乱的表观遗传重编程与运动调控】关键词: 运动, 表观遗传, 骨代谢, DNA甲基化, 组蛋白修饰, 非编码RNA
引用本文:刘 波, 陈祥和, 杨 康, 孙昌亮, 余慧琳, 陆鹏程. 骨代谢紊乱的表观遗传重编程与运动调控[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(20): 3210-3218.
阅读更多请登录《中国组织工程研究》杂志官网