Notch蛋白控制骨骼的形成及强度

最近，美国的研究人员发现，Notch蛋白可能在建立骨架雏形之后，还行使着重要的生理功能，包括在骨骼的形成及其后的强度中起到关键作用。当在实验室敲除成骨细胞中的Notch功能时，他们观察到与老人相似的骨骼疏松症或骨丢失。Notch的缺失，可能干扰了成骨细胞和破骨细胞之间的天然信号，破坏了这两者间的天然平衡，而这种平衡是机体维持正常骨骼所必需的。

　　生物通报道：在胚胎中，Notch蛋白能够决定细胞细胞向不同类型的组织分化。最近，贝勒医学院（Baylor College of Medicine）的研究人员发现Notch蛋白也在骨骼的形成及其后的强度中起到关键作用。他们的发现将是理解骨骼疏松症的基础，同时也是理解骨骼增生的基础。研究结果发表在2月24日的《Nature Medicine》在线版上。

该研究的负责人Brendan Lee说，我们知道Notch对于骨架的排列是非常重要的。在发现Notch蛋白在骨架雏形形成中的功能之后，我们又了解到Notch具有双重的作用。在骨骼细胞中，若是Notch的活性升高，我们就能得到更多的骨骼。成骨细胞负责骨骼的形成，而Notch会刺激成骨细胞的早期增殖。当在实验室敲除这类细胞中的Notch功能时，他们观察到与老人相似的骨骼疏松症或骨丢失。

小鼠在出生时的骨骼量还可以接受，但当它们老去的时候，它们失去的骨骼越来越多。我们人类变老的时候，也可能与丧失Notch信号通路有关。

研究人员发现，当他们在成骨细胞去除Notch的功能时，成骨细胞依然能够正常地促进骨骼的形成。然而，此时小鼠缺乏调节破骨细胞活性的能力，而破骨细胞的主要功能是再吸收或去除骨骼。许多有骨骼疏松症的妇女，确实也有类似的问题，即骨骼的形成和吸收平衡失调。她们能够生成足够多的骨骼，但被破骨细胞以异常高的速度吸收掉了。

在实验室中，Lee教授及其同事发现，当缺少Notch的小鼠继续繁殖生长时，它们会丧失了抑制骨骼吸收的能力。而骨骼的形成和吸收间的平衡，是机体维持正常骨骼所必需的。

他们进一步研究发现，Notch的缺失，可能干扰了成骨细胞和破骨细胞之间的天然信号，破坏了这两者间的天然平衡。这意味着，Notch蛋白本身，以及它的表达和调节途径，都可能是治疗骨骼异常的药物靶标。

Lee教授表示，该研究证明，从病人到实验室，再从实验室回到病人身上，是非常重要的研究方法。该项目始于对两个患有脊柱肋骨异常（spondylocostal dysplasia）的病人研究。这类病人的脊柱形成有问题，他们的脊柱和肋骨有部分发生融合。几年前，曾有学者报道过，Notch通路的突变引发一些这样的问题。对这些病人的研究表明，Notch可能在建立骨架雏形之后，还行使着重要的生理功能。

Notch对于血液系统非常重要，它调节确定一个干细胞是要变成T细胞，还是B细胞。当Notch在血液中突变之后，就会引起癌变。这些知识促使Lee教授及同事在骨骼中研究该蛋白。

Lee教授表示，这是一个非常复杂的系统，所以说个性化的医疗是非常重要的。在每个人中鉴定所有与某种特性（如骨量）有关的主要细胞途径之后，总有一天我们能够针对特定个人的治疗方法。（生物通，揭鹰）

Feyza Engin et al. Dimorphic effects of Notch signaling in bone homeostasis. Nature Medicine Published online: 24 February 2008