Snhg18通过调控Yap亚细胞定位维持骨稳态

Snhg18 regulates Yap subcellular localization to maintain bone homeostasis.

作者信息Jie Huang, Yuteng Weng, Yanhuizhi Feng, Di Wu, Yongliang Chen, Zeyuan Li, Xue Jiang, Haicheng Wang, Zuolin Wang
PMID40813368
发布时间2025-08-14
DOI10.1038/s41467-025-62838-z

实验完整度

高

含公共组学再分析、体外BMSCs、条件敲除小鼠、OVX与失用模型及AAV回补,并有机制验证

主要模型

小鼠BMSCs 人下颌骨BMSCs LepR-Cre;Snhg18fl/fl条件敲除小鼠 OVX与失用诱导骨质疏松小鼠模型

重点核对

LepR⁺细胞特异性Snhg18敲除后股骨BV/TV、Tb.Th下降及Yap细胞质滞留 lnc-Snhg18直接结合Cav1与Ywhah并增强Cav1–Ywhah复合物 lnc-Snhg18敲低导致Yap核转位受损且Yap磷酸化升高 AAV9递送剪接型lnc-Snhg18(4×10¹¹ GC/只,尾静脉)恢复OVX及失用模型骨量 Snord123过表达不能恢复cKO小鼠骨量

摘要

骨质疏松治疗通常只能减缓骨丢失,很少能恢复已丢失的骨量。Yes相关蛋白(Yap)的核转位对骨髓基质细胞(BMSCs)的成骨分化至关重要,但在骨质疏松条件下受多种因素破坏。长链非编码RNA(lncRNAs)在多种疾病中调控BMSCs分化和Yap定位,并表现出组织与细胞特异性效应。然而,它们在骨质疏松时BMSCs中异常Yap信号中的作用仍不清楚。在此,我们鉴定small nucleolar RNA host gene 18(lnc-Snhg18)——一个在骨内leptin receptor阳性(LepR⁺)细胞成骨谱系中富集且功能保守的lncRNA——是促进成骨的关键调控因子。机制上,lnc-Snhg18直接结合Caveolin-1(Cav1)和14-3-3 eta蛋白(Ywhah),促进Cav1–Ywhah复合物形成,从而破坏Ywhah–Yap相互作用并使Yap得以核转位。在LepR⁺细胞中敲除lnc-Snhg18会加速骨丢失并将Yap滞留于细胞质,而递送lnc-Snhg18可恢复骨质疏松模型中的骨量和Yap信号。这些发现表明lnc-Snhg18是骨质疏松及相关疾病的有前景的治疗靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
骨质疏松时BMSCs中异常Yap信号是否受特定功能保守lncRNA调控,以及该lncRNA能否恢复成骨与骨量。
核心机制
lnc-Snhg18直接结合Cav1和Ywhah,促进Cav1–Ywhah复合物形成,破坏Ywhah–Yap相互作用,减少Yap细胞质滞留并促进其核转位。
主要证据
体外BMSCs与MC3T3-E1中RNA pull-down、RIP、EMSA、Co-IP、活细胞成像及Western blot验证;LepR⁺细胞条件敲除小鼠显示骨丢失与Yap细胞质滞留;AAV9递送在OVX和失用模型中恢复骨量及Yap核定位。
研究意义
作者提出lnc-Snhg18是激素缺乏或机械卸载诱导骨质疏松的有前景治疗靶点,并扩展了对Cav1–Ywhah–Yap机械转导轴的调控认识。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

筛选并验证骨内成骨相关lncRNA

鉴定在成骨中上调、在骨质疏松中下调且功能保守的lncRNA。

再分析GSE174794与GSE184226,筛选得到lnc-Snhg18,并用qRT-PCR、Northern blot、单细胞RNA-seq及骨缺损模型验证其表达。

2

体外调控BMSCs成骨分化

验证lnc-Snhg18对BMSCs成骨分化的功能影响。

ASO敲低及慢病毒过表达lnc-Snhg18后检测Sp7、Runx2、Osterix、ALP、茜素红、Von Kossa及Masson染色。

3

鉴定lnc-Snhg18互作蛋白

寻找介导lnc-Snhg18调控成骨的蛋白伴侣。

生物素标记RNA pull-down结合LC-MS/MS、银染、Western blot、RIP、EMSA、RNA-FISH/IF及Co-IP验证Cav1与Ywhah结合。

4

验证Yap亚细胞定位机制

验证lnc-Snhg18通过Cav1–Ywhah–Yap轴促进Yap核转位。

在MC3T3-E1及小鼠骨组织中Co-IP检测Cav1、Ywhah、Yap相互作用;活细胞成像与Western blot检测Yap定位及磷酸化。

5

体内条件敲除与回补验证

验证lnc-Snhg18在骨稳态、骨修复及骨质疏松中的体内作用。

构建LepR-Cre;Snhg18fl/fl小鼠,进行micro-CT、组织学、免疫荧光;用AAV9递送剪接型lnc-Snhg18进行回补及OVX与失用模型干预。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RiboFECT™ CP转染试剂RiboBioC10502
聚凝胺SigmaTR1003
嘌呤霉素SigmaP8833
Lipo8000™转染试剂BeyotimeC0533
Lipo293F™ Plus转染试剂BeyotimeC0519
TRIzol试剂Invitrogen15596018
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo ScientificK1622
PowerTrack™ SYBR Green预混液Applied BiosystemsA46109
RIPA裂解液BeyotimeP1005
BCA蛋白定量试剂盒Thermo ScientificA55860
PVDF膜MilliporeIPVH00010
兔抗Osterix抗体Abcamab209484
兔抗磷酸化Yap (Ser127)抗体CST13008
兔抗Yap抗体CST14074
兔抗Cav1抗体CST3267
兔抗Ywhah抗体Proteintech15222-1-AP
Transcript Aid T7高产量转录试剂盒Thermo ScientificAM1334
Pierce™ RNA 3′端去硫生物素标记试剂盒Thermo Scientific20163
EASY-nLC 1000系统Thermo Scientific--
Orbitrap Fusion Lumos质谱仪Thermo Scientific--
LightShift™化学发光RNA EMSA试剂盒Thermo Scientific20158
PARIS试剂盒Thermo ScientificAM1921
荧光原位杂交试剂盒RiboBioC10910
Magna RIP试剂盒Millipore17700
Pierce经典磁珠免疫沉淀/共沉淀试剂盒Thermo Scientific88804
抗V5磁珠MBLM215-11
抗Flag磁珠BimakeB26101
兔抗Yap抗体CST14074
山羊抗LepR抗体R&DAF497
Yap-EGFP表达质粒----
Nikon Ti2倒置荧光显微镜Nikon--
μCT-50微型CTScanco Medical--
AAV9载体----
钙黄绿素SigmaC0875
茜素-3-甲基亚氨基二乙酸SigmaA5533
钙染色试剂盒SolarbioG1043
Masson三色染色试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteD026

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
体外成骨分化与敲低/过表达
小鼠BMSCs传至第3代;ASO每3天转染一次;慢病毒MOI 100并含8 µg/mL polybrene;成骨诱导时间与检测终点
阅读提示:Methods的Isolation of mouse bone marrow stromal cells与Cell transfection小节,Fig. 2图注
RNA pull-down与质谱鉴定
成骨诱导14天、500 μg裂解物、30 pmol生物素RNA;候选蛋白筛选阈值(sense>0、antisense=0、≥2个iBAQ肽)
阅读提示:Methods的RNA pull-down assay and mass spectrometry小节,Supplementary Fig. 5与Supplementary Data 2
EMSA结合特异性
10 pmol生物素RNA与10或20 μg蛋白;突变体为删除三个稳定茎环;竞争实验使用未标记lnc-Snhg18
阅读提示:Methods的Electrophoretic mobility shift assay小节,Fig. 3f与Supplementary Fig. 6
条件敲除小鼠体内表型
LepR-Cre;Snhg18fl/fl品系与基因型鉴定;雄鼠12周龄、雌鼠12/16/20周龄;每组动物数
阅读提示:Methods的Animal models小节,Fig. 5图注
AAV9递送与骨质疏松模型
尾静脉注射4×10¹¹ GC/只;OVX后6周注射、注射后7周分析;失用模型AAV后4周拔牙、4周后取材
阅读提示:Methods的In vivo AAV9 administration与Animal models小节,Fig. 7a、7h图注