上海交大****Nature子刊文章

近日来自上海交通大学的研究人员发表了题为“c-Abl promotes osteoblast expansion by differentially regulating canonical and non-canonical BMP pathways and p16INK4a expression”的文章，揭示了酪氨酸激酶c-Abl在成骨细胞扩增中的重要作用及分子机制。相关成果公布在Nature Cell Biology杂志上。

　　

生物通报道  近日来自上海交通大学，新加坡分子与细胞生物学研究院等处的研究人员发表了题为“c-Abl promotes osteoblast expansion by differentially regulating canonical and non-canonical BMP pathways and p16INK4a expression”的文章，揭示了酪氨酸激酶c-Abl在成骨细胞扩增中的重要作用及分子机制。相关成果公布在《自然细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志上。

文章的通讯作者是上海交通大学****李保界教授，李保界教授曾先后于美国HHMI，癌症研究院等机构进修工作，2001至2006任新加坡国立分子与细胞生物研究院实验室主任，2009年任上海交通大学特聘教授。主要研究方向包括间充质干细胞体内自我更新、分化以及衰老的调控机制；骨骼发育、骨代谢以及骨质疏松症的发病机理；DNA损伤应激发应、衰老以及肿瘤发生。参与这项研究还包括上海交大贺林院士，清华大学陈烨光教授等。

骨质疏松症(osteoporosis)是一种系统性骨病，其特征是骨量下降和骨的微细结构破坏，表现为骨的脆性增加，因而骨折的危险性大为增加，即使是轻微的创伤或无外伤的情况下也容易发生骨折。骨质疏松症是一种多因素所致的慢性疾病。在骨折发生之前，通常无特殊临床表现。该病女性多于男性，常见于绝经后妇女和老年人。随着我国老年人口的增加，骨质疏松症发病率处于上升趋势，在我国乃至全球都是一个值得关注的健康问题。

随着年龄增长，骨髓基质干细胞的自我更新能力和成骨分化能力则不断下降是导致骨质疏松症的重要原因。阐明延缓干细胞衰老、促进干细胞自我更新或祖细胞扩增以及促进其成骨定向分化的机理，将为更有效地防治骨质疏松、骨性关节炎及骨折不愈合等多发疾病提供理论基础。

在这篇文章中，研究人员证实酪氨酸激酶c-Abl在骨祖细胞扩增中发挥了重要的作用。c-Abl与BMPRIA互作并使其磷酸化，磷酸化作用差异性地影响了BMPRIA 与BMPRII 以及the Tab1–Tak1复合物的相互作用，导致了直接引导p16INK4a表达的经典和非经典BMP信号即Smad1/5/8和Erk1/2的不均一激活。c-Abl缺陷会使来自Smad1/5/8的BMP信号向Erk1/2分流，从而导致p16INK4a上调和成骨细胞衰老。小鼠遗传学研究揭示p16INK4a调控了间质干细胞维持和成骨细胞扩增，介导了c-Abl缺失对于成骨细胞扩增和骨形成的影响。

上述研究结果表明c-Abl是BMP信号通路的一个重要调控因子，并揭示了c-Abl在p16INK4a表达和骨祖细胞扩增中的作用。这些研究发现为阐明骨质疏松、骨性关节炎等疾病的发病机制和开发出有效的治疗新策略提供了重要的分子基础。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

作者简介：

c-Abl promotes osteoblast expansion by differentially regulating canonical and non-canonical BMP pathways and p16INK4a expression

Defects in stem cell renewal or progenitor cell expansion underlie ageing-related diseases such as osteoporosis. Yet much remains unclear about the mechanisms regulating progenitor expansion. Here we show that the tyrosine kinase c-Abl plays an important role in osteoprogenitor expansion. c-Abl interacts with and phosphorylates BMPRIA and the phosphorylation differentially influences the interaction of BMPRIA with BMPRII and the Tab1–Tak1 complex, leading to uneven activation of Smad1/5/8 and Erk1/2, the canonical and non-canonical BMP pathways that direct the expression of p16INK4a. c-Abl deficiency shunts BMP signalling from Smad1/5/8 to Erk1/2, leading to p16INK4a upregulation and osteoblast senescence. Mouse genetic studies revealed that p16INK4a controls mesenchymal stem cell maintenance and osteoblast expansion and mediates the effects of c-Abl deficiency on osteoblast expansion and bone formation. These findings identify c-Abl as a regulator of BMP signalling pathways and uncover a role for c-Abl in p16INK4a expression and osteoprogenitor expansion.

李保界

教育部“****奖励计划”特聘教授，干细胞国家重大科学研究计划首席科学家。
1966年9月生；1997获美国纽约Albert Einstein College of Medicine细胞生物学博士；于1997-2001在哥伦比亚大学Howard Hughes Medical Institute(HHMI)作博士后，师从美国科学院院士Steve Goff教授，并获美国HHMI和Cancer Research Institute博士后基金。2001至2006任新加坡国立分子与细胞生物研究院实验室主任，助理教授。2007年后为资深实验室主任和副教授。于2009年起，任上海交通大学特聘教授。
　　
现为国际杂志BMC Developmental Biology 副主编和其他三种杂志的编委，并作为JCI、PNAS、Blood、HMG、MCB、JBC等审稿人。

李保界教授曾获美国骨矿研究协会“事业提升奖”(ASBMR: Career Enhancement Award， USA)。确立了两个骨骼疏松症的动物模型和一个骨质增生症的模型。共在Nature Genetics、Genes and Development、PNAS、Journal Cell Biology， Human Molecular Genetics， Cell等杂志发表47篇学术文章，在国际上被引用次数>1000次。