《International Journal of Endocrinology》：ALKBH5/YTHDF2 Axis Regulates Osteogenic Differentiation Through Mediating the m6A Modification of ELK1
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本文揭示了m6A去甲基酶ALKBH5在骨质疏松（OP）中通过“擦除”转录因子ELK1 mRNA的m6A修饰，进而被阅读蛋白YTHDF2识别并降解，最终抑制成骨分化的新机制。研究结合临床样本、细胞实验（MC3T3-E1）及卵巢切除（OVX）小鼠模型，证实靶向ALKBH5/YTHDF2-ELK1轴可改善骨丢失，为OP治疗提供了新靶点。
引言
骨质疏松（Osteoporosis, OP）是一种以骨量减少和骨微结构破坏为特征的全身性骨骼疾病，骨折风险显著增加。其发病源于成骨细胞介导的骨形成与破骨细胞介导的骨吸收之间的失衡。近年研究发现，N6-甲基腺苷（m6A）RNA甲基化在骨骼稳态中扮演关键调控角色。作为重要的m6A“擦除”蛋白，AlkB同源蛋白5（ALKBH5）在OP中的具体功能及机制尚待深入阐明。
ALKBH5在OP患者血清及成骨分化细胞中的表达下调
研究发现，OP患者血清中的总体m6A水平显著低于健康对照。在MC3T3-E1前成骨细胞进行成骨诱导分化过程中，m6A丰度明显增加。进一步检测m6A相关基因表达发现，ALKBH5在OP患者血清中表达上调，但在成骨分化的MC3T3-E1细胞中表达下调，提示ALKBH5可能作为成骨分化的潜在负调控因子。
ALKBH5过表达抑制MC3T3-E1细胞的成骨分化
功能实验证实，过表达ALKBH5可显著抑制MC3T3-E1细胞的活力、碱性磷酸酶（ALP）活性及基质矿化（通过阿尔新蓝染色评估）。在人间充质干细胞（hBMSC）中也观察到一致结果，表明ALKBH5对成骨分化具有抑制作用。
ELK1是ALKBH5的关键下游效应因子
通过生物信息学分析及实验验证，转录因子ELK1被确定为ALKBH5的下游靶标。ALKBH5过表达可降低成熟ELK1 mRNA水平，但不影响其前体，表明存在转录后调控。甲基化RNA免疫共沉淀（MeRIP）实验显示ALKBH5可降低ELK1 mRNA的m6A甲基化水平。双荧光素酶报告基因实验进一步鉴定出ELK1 mRNA上第675–679位点（S1）为ALKBH5介导m6A去甲基化的功能位点。放线菌素D实验表明ALKBH5过表达加速了ELK1 mRNA的降解，提示其通过降低mRNA稳定性来调控ELK1表达。
YTHDF2识别ALKBH5介导的ELK1去甲基化
在m6A“阅读”蛋白中，仅YTHDF2的过表达可下调ELK1表达。RNA免疫共沉淀（RIP）实验证实YTHDF2可直接结合ELK1 mRNA。回复实验显示，在ALKBH5低表达的细胞中敲低YTHDF2，可逆转由ALKBH5敲低引起的ELK1上调，表明YTHDF2是识别ALKBH5对ELK1去甲基化作用的关键阅读器。
ALKBH5敲低减轻OVX小鼠的骨丢失并改善骨强度
体内实验采用OVX小鼠模型模拟绝经后骨质疏松。与假手术组相比，OVX小鼠股骨组织中ALKBH5表达上调，YTHDF2表达增加，而ELK1表达下降。敲低ALKBH5可有效逆转这些变化。微型电子计算机断层扫描（micro-CT）分析显示，ALKBH5敲低显著改善了OVX引起的骨密度（BMD）、骨体积分数（BV/TV）、骨小梁数量（Tb.N）及骨小梁厚度（Tb.Th）的降低，并减少了骨小梁分离度（Tb.Sp）和骨小梁模式因子（TBPf）。组织学染色（H&E和TRAP）进一步证实ALKBH5敲低可增强骨小梁结构、减少破骨细胞数量。生物力学测试表明，ALKBH5敲低提升了骨的弹性模量和刚度，改善了骨强度。
ELK1敲低逆转YTHDF2敲低对成骨分化的促进作用
为明确ELK1在通路中的必要性，研究在YTHDF2敲低的基础上共同敲低ELK1。结果显示，ELK1的敲低可逆转因YTHDF2敲低带来的成骨分化促进效应，包括细胞活力、ALP活性及矿化结节的增加，证实ELK1是YTHDF2下游行使功能的关键分子。
讨论
本研究系统阐述了ALKBH5/YTHDF2-ELK1轴在骨质疏松中的调控作用。ALKBH5通过去甲基化ELK1 mRNA的m6A修饰，促进YTHDF2介导的ELK1 mRNA降解，从而抑制成骨细胞分化。在OVX小鼠模型中，干预此轴可显著改善骨代谢指标和骨生物力学性能。该发现不仅深化了对m6A修饰调控骨代谢分子网络的理解，也为骨质疏松的诊断和治疗提供了新的潜在靶点。研究的局限性包括尚未完全揭示ALKBH5的其他下游靶点，以及临床样本量有限，未来需通过m6A测序等技术进一步探索其全面的调控网络。
