科学家发现骨重塑过程中的关键因素

　　

骨骼是构成人体骨骼的活组织，在人体运动中起着关键作用。骨的结构完整性归因于骨重塑，这是一个高度调控的骨形成和骨吸收过程（溶解旧骨和受损骨），分别由成骨细胞和破骨细胞驱动。受损的骨重塑过程会导致脆弱的骨骼，并最终导致有害的健康状况，如骨质疏松症和关节骨折。因此，骨重塑机制的研究受到了全球科学家的关注。

虽然一些科学报告揭示了破骨细胞和成骨细胞分化的不同调节机制，但对影响破骨细胞和成骨细胞发育的共同因素知之甚少。为了确定涉及破骨细胞和成骨细胞分化的新型骨重塑因子和相关机制，日本东京科学研究所牙科学院的Tomoki Nakashima教授领导的一组研究人员在小鼠和实验室培养的细胞中进行了一系列先进的遗传实验。他们的研究结果发表在2025年1月2日的《Nature Communications》上。

Nakashima分享了他们研究的关键见解，他解释说：“最初，我们对DNA序列发生特定变化的小鼠细胞的基因表达模式进行了深入分析。这些细胞中缺乏关键转录因子（控制遗传信息转录的调节蛋白）的基因表达谱表明，序列相似的家族102成员A （Fam102a）基因对调节破骨细胞和成骨细胞分化至关重要。

在发现Fam102a调节破骨细胞和成骨细胞分化后，研究人员将重点转移到确定驱动骨重塑过程的潜在分子相互作用上。他们发现Fam102a蛋白通过runt相关转录因子2 （Runx2）的定位调节Osterix蛋白的表达，从而增强成骨细胞的分化。

此外，Nakashima等人在Fam102a缺陷小鼠中进行了多种遗传实验，揭示了Fam102a在骨重塑中的重要性。他们观察到Fam102a促进了破骨细胞和成骨细胞的分化，而Fam102a的缺失导致小鼠出现骨质疏松样状况，其特征是骨体积低。

在随后的实验中，科学家们采用了共免疫沉淀法，这是一种基于生物化学的方法来识别蛋白质-蛋白质相互作用。分析显示Fam102a与核细胞蛋白亚单位α 2 （Kpna2）之间存在显著的结合相互作用，Kpna2是一种跨核膜运输分子的蛋白质。这一发现表明Fam102a在成骨细胞分化过程中依赖Kpna2调节Runx2活性。

对缺乏Fam102a的成骨细胞的基因表达分析显示，免疫球蛋白κ J区样重组信号结合蛋白（Rbpjl）是下调最多的转录因子，证实了Fam102a-Rbpjl轴在成骨细胞分化中的作用。

综上所述，本研究阐明了骨代谢的机制，促进了我们对骨重塑的理解。Nakashima最后强调了当前研究的潜在应用，“我们的研究揭示了骨重塑过程中关键的分子相互作用，可以帮助开发创新的骨质疏松症治疗方法。”