单细胞转录组测序技术在骨质疏松症研究中的应用与进展

作     者：孙成涛 孙广江 戚晓楠 程茗 姚啸生 Sun Chengtao;Sun Guangjiang;Qi Xiaonan;Cheng Ming;Yao Xiaosheng

作者机构：辽宁中医药大学辽宁省沈阳市110847 辽宁中医药大学附属第二医院骨伤一科辽宁省沈阳市110034 辽宁中医药大学附属医院骨伤一科辽宁省沈阳市110032 中国医科大学沈阳市第四人民医院辽宁省沈阳市110031 

出 版 物：《中国组织工程研究》 (Chinese Journal of Tissue Engineering Research)

年 卷 期：2025年第29卷第13期

页      面：2812-2821页

学科分类：1002[医学-临床医学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 100104[医学-病理学与病理生理学] 100215[医学-康复医学与理疗学] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金项目(82305275),项目负责人:戚晓楠 辽宁省自然基金资助计划面上项目(2022-MS-284),项目负责人:孙广江 辽宁省科学技术计划医工交叉联合基金(2022-YGJC-79),项目负责人:戚晓楠 

主　　题：单细胞转录组测序 骨质疏松 骨代谢 骨髓间充质干细胞 骨细胞 破骨细胞 骨免疫学 骨髓血管内皮细胞 

摘      要：背景:骨质疏松导致的脆性骨折发病率逐年上升,亟需探索其病理生理、潜在生物标志物、治疗靶点及有效药物。骨微环境中存在多种细胞,对骨代谢的维持至关重要。近几年,单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术被开发用于表征单个细胞的转录组,并逐步应用到骨质疏松症防治的研究。目的:综述单细胞转录组测序技术在骨质疏松症研究中的应用与进展。方法:由第一作者使用计算机检索Web of Science,PubMed和中国知网数据库中2009-2023年出版的文献,英文检索词为:“single-cell RNA sequencing,bone marrow derived stromal cells,osteoblasts,osteocytes,osteoclasts,immune cells,Bone marrow vascular endothelial cells;中文检索词为:“单细胞转录组测序,骨髓间充质干细胞,成骨细胞,骨细胞,破骨细胞,免疫细胞,骨髓血管内皮细胞;通过阅读筛选相关文献,最终纳入89篇文献进行综述分析。结果与结论:①单细胞转录组测序技术能够深入了解细胞发育、增殖、分化的轨迹及其调控机制。②影响骨密度的候选基因主要富集在骨髓间充质干细胞亚群,其中Sox9是关键的转录因子。③成骨细胞不同亚群中差异表达Runx2控制骨髓间充质干细胞向成骨细胞方向分化。④破骨细胞分化过程中RAB38与组蛋白修饰和转录调控动态变化有关。⑤单细胞层面研究证实,骨微环境中存在多种细胞间通讯,破骨细胞可能通过CD160-TNFRSF14配体-受体结合进行细胞间通讯;中性粒/单核细胞与成骨细胞间可能通过RESISTIN通路进行交互;浆样树突状细胞与成骨细胞系通过表皮生长因子通路进行交流;均可以为靶点预测和药物研发提供方向。⑥新的骨髓毛细血管内皮细胞亚群,称为S型内皮细胞,完全起源于骨骺次级骨化中心,甚至比H型血管更具有可塑性。⑦文章从细胞角度总结单细胞转录组测序技术在表征不同骨组织细胞的分化命运和分化轨迹、识别新的细胞亚群、鉴定细胞调控因子及明确细胞间通讯的研究进展,为探讨骨质疏松症的病理机制、筛选潜在诊断标志物、预测治疗靶点及探究药物作用机制提供细胞层面的信息。⑧未来单细胞测序技术将向单细胞多组学(基因组、蛋白组学及代谢组学)方向及结合其他诸如空间转录组技术为骨组织细胞变化提供更有价值的信息。