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    我國學者在骨骼穩態研究領域取得新進展

    日期 2020-02-22   來源:醫學科學部   作者:竇豆 李恩中  【 】   【打印】   【關閉

    圖 A. 野生型和Piezo1缺失小鼠股骨松質骨μ-CT 3D圖像;B. PIEZO1可以響應機械應力,通過調控YAP核定位調節Col2α1和Col9α2表達,進而影響破骨細胞。(圖片由鄒衛國研究員提供)

      在國家自然科學基金項目(批準號:81725010, 81672119)等資助下,中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所鄒衛國研究員課題組發現成骨譜系細胞中機械敏感通道蛋白PIEZO1能夠介導骨骼機械應力,進而調控成骨與破骨細胞之間的互作,研究成果以“機械敏感通道蛋白PIEZO1通過調控成骨破骨交流調控骨骼穩態(Mechanical Sensing Protein PIEZO1 Regulates Bone Homeostasis via Osteoblast-osteoclast Crosstalk)”為題,于2020年1月15日在線發表于《自然 通訊》(Nature Communications)。論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-14146-6。

      骨骼系統為人體提供力學支撐。十九世紀德國科學家Julius Wolff提出了沃夫法則,指出骨骼結構能夠適應機械應力并預測了骨骼中力學調控系統的存在。但骨骼如何感受機械應力并發生重塑一直未被闡明。鄒衛國團隊通過在成骨和破骨細胞中分別敲除Piezo1基因發現,在成骨譜系細胞中敲除Piezo1后小鼠骨量降低并發生承重骨多處自發性骨折(圖A),而破骨細胞缺失Piezo1對骨量影響不明顯;進一步研究發現成骨譜系細胞中PIEZO1蛋白感受機械應力刺激后,通過YAP信號途徑,調控了以2型與9型膠原為主的基質蛋白的表達,進而影響破骨細胞的產生(圖B)。

      該研究發現機械敏感通道蛋白PIEZO1是成骨譜系細胞中感受機械應力刺激的一種重要分子,為研究機械應力如何調節骨形成和骨吸收之間的平衡提供了新的思路,也為廢用性骨質疏松癥的治療提供了新的策略。




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