发现消除骨质疏松症中骨破坏的潜在细胞靶点
一项新的研究发现了一种控制骨骼形成和维持方式的细胞类型,为未来治疗骨质疏松症等骨骼疾病打开了一个潜在的靶点。在宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的领导下,一项啮齿动物研究表明,骨髓成脂谱系前体(MALPs)在骨骼自我重塑的方式中起着独特的作用。这一过程中的缺陷是骨质疏松症的关键问题,所以使用这些MALP细胞来更好地调节骨重塑的治疗可能会带来更好的治疗。这项研究发表在临床研究杂志。
“发现控制骨转换的新的细胞和分子机制将使现有疗法的微调或新疗法的设计成为可能,”该研究的高级作者,骨科副教授Ling Qin博士说。“例如,随着基因编辑技术的进步和新的细胞特异性递送方法,未来有可能调节MALP行为作为一种治疗骨疾病如骨质疏松症。”
健康的骨骼维持是成骨细胞和破骨细胞之间的平衡。成骨细胞分泌形成新骨所需的材料,破骨细胞吸收旧骨材料,为新骨提供空间。这种平衡的破坏会导致不健康的骨骼。在骨质疏松症的情况下,过度活跃的破骨细胞吞噬骨骼的速度快于重组的速度,导致骨骼密度降低,更容易骨折。
科学家们的普遍共识是,成骨细胞和骨细胞,即完全形成的骨骼中的细胞,是启动破骨细胞产生并开始重塑骨骼的细胞。另一方面,脂肪细胞系细胞(如MALPs)在调节骨吸收中的作用尚不清楚。
早在2020年,秦的研究小组就发现了骨骼中大量存在的MALPs。malp是脂肪细胞的前体,脂肪细胞内部携带脂肪,称为脂质骨髓。秦和她的同事们最近的研究更好地澄清了MALPs是如何影响骨转换的。他们发现,malp,而不是成骨细胞或骨细胞,与破骨细胞有细胞间的接触。此外,通过在单细胞水平上使用先进的测序技术,Qin和她的同事们发现,MALPs可以高水平分泌RANKL,一种形成破骨细胞所必需的蛋白质。
有了这些信息,这项研究的研究人员,包括宾夕法尼亚大学医学院的访问学者、首席作者Wei Yu医学博士,研究了在malp中有RANKL缺陷的小鼠。从这些老鼠一个月大开始,研究人员发现长骨(如股骨)和椎骨的海绵状成分的密度增加了60%到100%,研究人员称之为与普通老鼠的骨量相比“急剧增加”。
由于成骨细胞和骨细胞一如既往地继续工作,malp和它们的RANKL分泌物似乎被确定为破骨细胞功能和现有骨吸收的主要驱动力。
秦说:“通过识别MALP细胞的全部功能,我们相信我们发现了一个非常有前途的目标,这是以前从未考虑过的。”“如果他们的RANKL分泌可以可靠地被禁用,它可以重新平衡骨质疏松症患者的骨重塑,使成骨细胞和骨细胞‘赶上来’。”
秦的合著者,杰米·安,医学博士,曾是宾夕法尼亚医学院的教员,现在是骨科创伤主任和密歇根大学骨科外科副主任,他认为这些发现对于更有效地重建骨骼非常有用。“一个令人兴奋的未来步骤,着眼于临床应用,将以定时和治疗的方式靶向MALPs,以测试它们如何同时减少和增加骨吸收骨形成,”安说。
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