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目的:本论文旨在阐述FNDC5/Irisin及其同系物在骨代谢中的意义。为了验证血液中Irisin含量是否与骨密度有关,我们利用meta分析的办法综合现有的观察性实验。根据之前发表的文章,我们有理由推断Irisin是和骨密度呈正相关的,因为很多文献报道Irisin具有促进骨合成的作用。为了验证Irisin在成骨之中的作用,我们构建了小鼠的FNDC5过表达模型,也就是MCK_FNDC5小鼠,小鼠的FNDC5受到肌肉肌苷激酶的持续激活。最终,由于Irisin在骨代谢中的作用研究较多,尤其是在成骨细胞,破骨细胞和骨细胞中。因为FNDC4已经被发现具有抗炎症的作用,所以我们试图发现FNDC5的同系物FNDC4在破骨细胞分化中的作用。方法:我们搜索了包括Pub Med,Embase,ISI Web of Science以及CNKI的四个在线数据库,检索时间范围为数据库的建立日期一直到2018年12月。我们考虑纳入那些研究血液Irisin水平和骨密度的文章。Meta分析是基于Rev Man 5.2软件。假设Irisin是和骨密度正相关的,我们试图发现Irisin在体内与骨重建之间的关系。这里我们使用了小鼠的FNDC5过表达模型,根据最新的ASMBR指南,我们分析胫骨的Histomorphometry,随后使用反向分散电子显微镜对骨细胞的形态和分布进行分析。最后,体外实验使用的是FNDC4也就是FNDC5的同源类似物。在RANKL介导的BMM分化过程中我们添加不同浓度的FNDC4来检测FNDC4对BMM分化的影响,使用的荧光素酶报告实验以及Western蛋白印迹实验验证FNDC4对NF-KB信号通路的影响。此外,为了发现潜在的FNDC4调控的基因表达,我们分析了GSE76172表达谱芯片,差异表达基因通过R语言进行分析,并最终实现蛋白相互作用图(Cytoscape),关联度最高的蛋白被选用做以后的功能试验。结果:一共有五篇观察性实验被纳入到meta分析中,结果表明绝经后骨质疏松女性的血液Irisin含量要低于绝经后但是骨量正常的女性,此外Irisin含量还与腰椎骨密度及股骨颈骨密度正相关。在FNDC5过表达小鼠模型中,2月大转基因小鼠的所有骨结构性指标都与野生型不同,骨形成率及骨钙化率都低于野生型,类骨质面积降低近20%类骨质厚度显著低于野生型。Two-way Anova分析指出13月时两种老鼠没有表型差异是因为随着老化,骨重建速率降低而且二者骨量在13月时都很低。持续升高的Irisin也影响了骨细胞的形态和分布。在离体实验中,Irisin可以降低破骨细胞分化以及破骨细胞骨吸收功能,破骨细胞相关基因的表达。同时FNDC4降低了RANKL介导的NF-KB活化。基于生物信息学分析以及蛋白相互作用关系,CXCL10被发现有最高的关联度,我们发现FNDC4可以降低BMM对CXCL10的表达来抑制破骨细胞分化。结论:Meta分析的结果说明血清Irisin含量确实与骨密度正相关,然而过表达FNDC5的小鼠模型说明持续增高的Irisin对成骨活性有影响并进而导致骨量下降,而且骨细胞的正常分布和形态也被改变。最终,离体实验证实了FNDC4可以通过抑制NK-KB通路及下调CXCL10抑制破骨细胞分化。